- 胡友一;陆中伟;刘斌;薛海朋;王珏;张玉全;
支臂作为弧形闸门传力的主导构件，其稳定性往往成为控制闸门安全的主要因素之一。在材料线弹性范围内，利用ANSYS软件对弧形闸门的等效空间构架模型进行了基于有限元法的特征值屈曲分析。探讨了影响支臂稳定性的因素，在实际工程中为提高支臂抵抗屈曲的能力避免其失稳具有一定的参考价值。计算结果表明支臂的截面特性、上下主框架载荷分配方式以及支臂的偏斜角度对支臂的屈曲荷载及屈曲模态均有不同程度地影响。
2023年01期 v.9;No.47 9-13+47页 [查看摘要][在线阅读][下载 2894K] - 邵园园;薛海朋;薛铮;胡兆全;刘斌;苏圣致;杨春霞;
本文以某水利枢纽工程多道闸门为研究对象，采用VOF方法、UDF命令与动网格技术对其进行了数值模拟，得到了平板闸门闭门过程的水流流态与压力分布，发现随着开度减小，速度先增大后减小，压力先减小后增大，最值区域出现在开度0.6～0.7之间，最小平均压力27866Pa，最大平均压力36754Pa，揭示了水流流态与压力分布规律，随闸门开度减小会出现旋涡与水体分流现象，上下游顶缘压力均先减小后增大，下游底缘压力顺水流减小，上游底缘压力顺水流方向先减小后增大。研究了入口速度对水流流态的影响，发现入口流速不同对流道速度值有一定影响，对水流流态分布没有影响。
2023年01期 v.9;No.47 14-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 2924K] - 姜爱军;孔令华;张涛;谭信;覃海龙;郭绘娟;任慎明;杨启瑞;
抽水蓄能电站中由于机组工况转换频繁、正反转运行，因此对于水泵水轮机转轮结构强度及性能具有较常规机组更高的要求。本文以国内某大型抽水蓄能电站转轮为研究对象，建立了水轮机全流道三维模型，并基于ANSYS Workbench平台对不同工况下的水泵水轮机转轮进行了单向流固耦合计算，得到水轮机工况及水泵工况下转轮的静应力分布及分布情况，并展开两种运行工况下转轮的模态分析。计算结果表明：机组在相同水头的水轮机工况下运行时，随着导叶开度的增大，转轮的最大静应力及位移均呈现减小趋势；但水轮机工况与水泵工况下，叶片的最大静应力普遍发生于叶片外缘，可采取适当加厚、检查圆滑过渡等措施予以预防和避免应力集中。通过模态分析，发现转轮流固耦合第一阶振动固有频率与导叶出口的不均匀流脉动频率接近，需调整转轮固有频率以避免共振现象的发生。
2023年01期 v.9;No.47 19-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 2844K] - 邵园园;薛海朋;陈书宁;胡兆全;刘斌;苏圣致;杨春霞;
应用数值模拟方法对秦淮新河节制闸门在现有布置型式下进行了整体及主横梁应力分布、位移变形程度的仿真分析。发现闸门整体最大应力为33.754MPa，最大位移为1.2962mm，二者都出现在底部，主横梁的最小应力均在中心处，左右边柱与主横梁1相连接的地方，数值同样达到最大值但最值区域很小。研究模态分析原理，使用模态分析方法，对闸门无水、有水状态下频率进行了计算，以探究水体对该闸门振动特性的影响。计算结果表明无水、有水状态基频分别为2.7454MPa、3.1746MPa，闸前有水时，闸门的振动频率出现了明显下降，增加了闸门振动的可能性，会对闸门的安全性和稳定性造成影响。通过有限元和模态分析对安全性进行了研究，提出了增强安全性的建议。
2023年01期 v.9;No.47 25-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 2987K] - 杨雄;聂赛;章志平;刘泽;卢俊琦;汤络翔;冯陈;张玉全;郑源;
针对抽水蓄能机组振动趋势预测中振动信号时间序列非线性、非平稳性极强导致常规预测方法难以进行精确预测的问题，提出变分模态分解（Variational Mode Decomposition,VMD）结合时序模式注意力（Temporal Pattern Attention,TPA）机制改进的门控循环单元（Gated Recurrent Units,GRU）神经网络的抽水蓄能机组振动预测方法。利用VMD算法首先将振动信号序列分解为若干个本征模态分量（IMF），降低时间序列的非平稳性，结合其他特征参数，构建预测输入矩阵。将输入矩阵放入TPA改进的GRU神经网络中训练，利用神经网络强大的非线性特征提取能力，达到精准的预测效果。最后将本方法与GRU-TPA、结合常规注意力机制（AM）的VMD-GRU预测方法进行对比发现，基于TPA改进的VMD-GRU预测方法效果更好，能够更加准确地预测振动信号的时间变化趋势。
2023年01期 v.9;No.47 31-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 2757K]