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《广西大学》 2002年
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水电站厂房结构振动研究

沈可  
【摘要】: 随着水电工程建设的高速发展,现代水轮发电机组的容量和尺寸日趋增大,比转速也相应提高,普遍出现在某些工作区域内振动过大的现象。这其中特别突出的是大型混流式水轮机的水力共振问题,不仅影响机组自身稳定,也引发厂房建筑物的强烈振动。这种共振往往超出厂房结构的正常使用极限状态和承载能力极限状态,威胁水电站的经济运行乃至安全运行。 目前国内外尚无完善的水轮机水力振动预估方法,而对机组水力振动引起的厂房结构共振更是未深入研究。本文结合岩滩水电站厂房振动的试验研究,采用非定常湍流数值分析的大涡模拟方法进行混流机组水力振动振源模拟;提出一种水电站厂房下部结构简谐振动模型,首次进行了发电机层楼板结构的精确模态分析和水力激振荷载下的动力响应分析,各项计算结果与实测数据吻合良好。在此基础上将本文方法应用于三峡工程,对三峡厂房在机组垂直动荷载作用下的最大可能振动作了计算预测。 本文提出的水电站厂房模态分析、动力响应分析以及振动控制指标,构成了一个较完整的水电站厂房振动研究方法,同时也弥补了现行设计规范的不足。文中各章节主要内容如下: 第一章介绍了大型混流机组厂房的振动问题及研究现状。 第二章归纳整理了岩滩水电站历次厂房振动现场试验的测试数据和试验结论。 第三章采用大涡模拟亚格子涡粘模型,对岩滩混流式水轮机的流场进行三维非定常湍流分析,得到了流场中各物理量的脉动特性,计算出 MS 的轴向水推力与模型试验值大小相当;同时论证了对于下机架承重的混 流式水轮发电机组可采用其推力轴承负荷作为水电站厂房振动的最大垂 直激振荷载。 第四章讨论了大型组合结构有限元动力分析的建模原则和计算方 法,建立水电站厂房振动分析的下部结构模型,对岩滩厂房进行整体模 态分析,较准确地得出发电机层楼板自振特性;同时引进简谐振动假定, 迸行了机组水力振动作用下的厂房结构的动力响应分析。模态分析和动 力响应分析的结果与现场试验数据十分吻合。 第五章对三峡水电站厂房振动问题作了分析预测。考虑到岩滩厂房 与三峡厂房的类似性,因此将岩滩研究成果应用于三峡工程,结果表明 三峡厂房在最不利条件下有可能发生与岩滩厂房相同强度的强烈振动。 第六章讨论了水电站厂房抗振设计问题及减振构造措施,提出厂房 结构振动允许值标准。另外作为比较,也进行了水电站厂房地震作用分 析。
【学位授予单位】:广西大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TV312

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前4条
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3 欧阳金惠,陈厚群,李德玉;三峡电站厂房结构振动计算与试验研究[J];水利学报;2005年04期
4 宋志强;马震岳;陈婧;张运良;;龙头石水电站厂房振动分析[J];水利学报;2008年08期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 张辉东;水电站厂房结构的非线性和耦联振动分析与模态参数识别[D];天津大学;2007年
2 宋志强;水电站机组及厂房结构耦合振动特性研究[D];大连理工大学;2009年
3 张启灵;水电站垫层蜗壳结构特性及厂房结构抗震研究[D];武汉大学;2010年
4 张存慧;大型水电站厂房及蜗壳结构静动力分析[D];大连理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王星;水电站厂房机墩动力特性研究[D];大连理工大学;2011年
2 韩涛;基于粘弹性边界的地下厂房水力振动研究[D];大连理工大学;2011年
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7 董春亮;水电站厂房机组支承结构振动特性研究[D];河海大学;2006年
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10 郑伟;水电站机组及厂房振动特性研究[D];天津大学;2006年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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7 康强;兰伟;康景文;;世纪城小户型结构方案和转换层的选型及概念设计[J];四川建筑科学研究;2006年06期
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10 郝英奇,黄银圣,刘和友;楼面移动通信铁塔设计方案及加固措施[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2005年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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2 贾超;王志鹏;高凤;任青文;;地震次生灾害作用下高坝风险分析研究[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
3 陈正作;刘蕾;;基于内力法理论的拱坝动力计算[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
4 朱学佳;曹志翔;林俊;张赤宇;麦天佑;;基于随机变量分析的高库大坝结构自振频率的数值计算研究[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
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6 张伯艳;李德玉;何建涛;;施工期裂缝对拱坝静动力响应的影响[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
7 王海波;杨会臣;;混凝土重力坝全坝段三维动力分析[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
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9 张汉云;张燎军;;基于虚拟裂缝模型的带横缝高拱坝的抗震性能研究[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
10 胡少伟;游日;;超大跨径变截面钢筋混凝土拱式渡槽抗震分析[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王忠义;船用燃气轮机排气引射装置性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 武桂芝;大沽河河道渗漏及其对洪水演进影响研究[D];中国海洋大学;2010年
3 吕艳玲;超高压发电机失磁过程的研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
4 马立峰;动荷载条件下多年冻土区斜坡路基稳定性研究[D];北京交通大学;2011年
5 王文全;薄壁结构流固耦合数值模拟及计算方法研究[D];昆明理工大学;2008年
6 胡英;混流式水轮机非定常紊流计算及性能预测研究[D];昆明理工大学;2008年
7 张朝能;高原山区地形条件下城市重气泄漏风洞实验与数值模拟[D];昆明理工大学;2008年
8 林谢昭;静电微器件的模型自由度缩减方法研究[D];浙江大学;2010年
9 赵云;大功率调制气流声源的数值模拟与实验研究[D];国防科学技术大学;2010年
10 李艳;北黄海末次冰消期以来沉积特征及物源环境指示[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 倪川;某框架结构振动特性测试与控制分析研究[D];郑州大学;2010年
2 易明;地震作用下渡槽结构的动力可靠度分析[D];郑州大学;2010年
3 刘博;叶片式流体设备数字化研发与优化研究[D];郑州大学;2010年
4 罗富强;扁管管壳式换热器数值模拟研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 李卓;爆炸载荷作用下船舶舷侧结构毁伤与防护特性研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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7 位莎;船舶封闭式复合材料桅杆风载特性规律研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 冯宇剑;螺旋桨脉动压力识别[D];大连理工大学;2010年
9 刘振虎;基于湿模态法的舷侧外伸结构砰击响应[D];大连理工大学;2010年
10 何继明;浅海重力式海洋平台抗震性能数值模拟与试验研究[D];中国海洋大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张媛媛,郭东,令狐可,李浩;动载作用下钢筋混凝土梁非线性有限元分析[J];四川建筑科学研究;2003年04期
2 李枚;微电子封装技术的发展与展望[J];半导体杂志;2000年02期
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4 荣吉利,李瑞英;水轮发电机轴系横向振动响应的时间有限元法[J];北京理工大学学报;2001年05期
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6 王桂平,肖明;周宁水电站地下厂房结构振动与结构形式研究[J];长江科学院院报;2004年01期
7 徐琳,刘毅;隔河岩电站1号水轮机水力稳定性的若干问题研究[J];长江科学院院报;2004年06期
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10 张杰;兰道银;何英杰;;三峡电站机组蜗壳直埋方案仿真模型试验研究[J];长江科学院院报;2007年01期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 李例;;我国抽水蓄能电站发展及抽水蓄能专委会工作十年回顾[A];抽水蓄能电站工程建设文集[C];2005年
2 严旭东;杜晓京;杨静;王阳雪;;抽水蓄能电站厂房振动研究[A];抽水蓄能电站工程建设文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵德海;巨型压力钢管取消伸缩节研究及厂房结构静动力分析[D];大连理工大学;2001年
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4 孙万泉;水电站厂房结构振动分析及动态识别[D];大连理工大学;2004年
5 徐建国;大型渡槽结构抗震分析方法及其应用[D];大连理工大学;2005年
6 欧阳金惠;三峡电站厂房结构振动研究[D];中国水利水电科学研究院;2005年
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10 常军;随机子空间方法在桥梁模态参数识别中的应用研究[D];同济大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王星;水电站厂房机墩动力特性研究[D];大连理工大学;2011年
2 姚婵娟;混凝土疲劳损伤研究及寿命预测[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 穆晔;多维地震作用下单层球面网壳的动力性能研究[D];北京工业大学;2001年
4 晏成明;大跨度地下结构动力计算模型研究[D];河海大学;2003年
5 钟建军;基于分形理论的旋转机械故障诊断的应用研究[D];沈阳工业大学;2002年
6 秦亮;双排机水电站厂房支承结构动力特性研究[D];天津大学;2003年
7 赵小娜;坝后式水电站厂房机墩组合结构动力特性研究[D];天津大学;2004年
8 郭航忠;水垫塘底板稳定性判别标准研究[D];天津大学;2004年
9 胡志刚;大型水电站地下厂房结构振动计算研究[D];天津大学;2004年
10 赵密;粘弹性人工边界及其与透射人工边界的比较研究[D];北京工业大学;2004年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈婧;张运良;马震岳;王洋;程国瑞;;不同埋设方式下巨型水轮机蜗壳结构动力特性研究[J];大连理工大学学报;2007年04期
2 练继建;何龙军;王海军;;基于PSO优化LS-SVM算法的水电站厂房结构振动响应预测[J];中国工程科学;2011年12期
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5 王新;魏述和;;大型泵站的流固耦合振动分析[J];人民长江;2009年22期
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8 孙玉萍;姚新刚;陈剑;田龙;;洮河峡城水电站厂房机墩结构特性分析[J];水电能源科学;2007年06期
9 宋志强;马震岳;张运良;陈婧;徐伟;;小湾水电站机墩结构刚度分析[J];水电能源科学;2008年01期
10 马震岳;李慧君;徐伟;;水电站地下厂房内源振动数值计算模型的研究[J];水电能源科学;2009年03期
中国重要会议论文全文数据库 前5条
1 陶冉冉;任旭华;王超;;地震作用时复杂地质条件下开敞式溢洪道挑坎静动力特性分析[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
2 张燎军;魏述和;陈东升;;水电站厂房振动传递路径的仿真模拟及结构振动特性研究[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
3 曹连朋;赵兰浩;曹泽伟;卢珊珊;夏辉;;阿海水电站厂房结构抗振分析[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
4 宋志强;马震岳;刘云贺;;水电站机组与厂房耦联振动测试及有限元数值反馈计算[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
5 张运良;陈婧;马震岳;程国瑞;王洋;;不同埋设方式下巨型蜗壳结构的静动力特性对比研究[A];2008中国水力发电论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 黄志伟;基于非线性转子动力学的水轮发电机组振动机理研究[D];华中科技大学;2011年
2 蔡元奇;时域内动态载荷识别理论及实施技术研究[D];武汉大学;2004年
3 杨晓明;水电站机组振动及其与厂房的耦联振动研究[D];大连理工大学;2006年
4 王海军;水电站厂房组合结构分析与动态识别[D];天津大学;2005年
5 张辉东;水电站厂房结构的非线性和耦联振动分析与模态参数识别[D];天津大学;2007年
6 宋志强;水电站机组及厂房结构耦合振动特性研究[D];大连理工大学;2009年
7 许新勇;水电站厂房保压蜗壳结构施工仿真与温控研究[D];大连理工大学;2010年
8 张启灵;水电站垫层蜗壳结构特性及厂房结构抗震研究[D];武汉大学;2010年
9 张存慧;大型水电站厂房及蜗壳结构静动力分析[D];大连理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王星;水电站厂房机墩动力特性研究[D];大连理工大学;2011年
2 韩涛;基于粘弹性边界的地下厂房水力振动研究[D];大连理工大学;2011年
3 李晓俊;水电站垫层蜗壳结构静动力特性研究[D];大连理工大学;2011年
4 代秋平;基于小波分析与人工神经网络水轮机振动信号分析[D];河北工程大学;2011年
5 梁成彦;水电站半地下厂房设计方案动力特性及抗震研究[D];华北水利水电学院;2011年
6 乔海娟;地下式水电站厂房的动力特性分析与性态识别[D];天津大学;2010年
7 廖俊;抽水蓄能电厂地下厂房的振动性能评定研究[D];广州大学;2011年
8 邓小山;高耸升船机结构三维有限元动力分析[D];昆明理工大学;2011年
9 党小建;水轮机导叶流固耦合振动特性计算[D];西安理工大学;2004年
10 赵小娜;坝后式水电站厂房机墩组合结构动力特性研究[D];天津大学;2004年
【二级参考文献】
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6 路振刚,董毓新;分布裂缝模型的动弹模研究[J];大连理工大学学报;1991年03期
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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5 记者艾民、纪洲;下坂地水利枢纽建设全力“冲刺”[N];新疆日报(汉);2009年
6 孙爱霞;清澈甘甜水 润泽灾民心[N];黄河报;2010年
7 本报记者 李忠海;深溪沟水电站厂房下游4号高架门机投产运行[N];凉山日报(汉);2009年
8 陈清梅 欧阳飚;尤溪流域公司开展党员“一带二”技能竞赛活动[N];三明日报;2009年
9 通讯员 张静 张希星;八十八团一项技改节资10万元[N];兵团日报(汉);2009年
10 □连线主持人 本报记者 热娜·乌布力 □连线嘉宾 乌鲁木齐市供热行业管理办公室市场科负责人 贾学钢;乌市将投入2.3亿元改造供热管网[N];新疆日报(汉);2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 沈可;水电站厂房结构振动研究[D];广西大学;2002年
2 孙万泉;水电站厂房结构振动分析及动态识别[D];大连理工大学;2004年
3 张存慧;大型水电站厂房及蜗壳结构静动力分析[D];大连理工大学;2010年
4 秦亮;双排机水电站厂房结构动力分析与识别[D];天津大学;2005年
5 姚志远;大型工程结构模态识别的理论和方法研究[D];东南大学;2004年
6 许新勇;水电站厂房保压蜗壳结构施工仿真与温控研究[D];大连理工大学;2010年
7 张辉东;水电站厂房结构的非线性和耦联振动分析与模态参数识别[D];天津大学;2007年
8 阎石;结构振动智能控制的人工神经网络与模糊逻辑方法研究[D];大连理工大学;2000年
9 周亚军;导管架海洋平台结构振动智能主动控制研究[D];大连理工大学;2004年
10 赵宝友;大型岩体洞室地震响应及减震措施研究[D];大连理工大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 乔海娟;地下式水电站厂房的动力特性分析与性态识别[D];天津大学;2010年
2 王星;水电站厂房机墩动力特性研究[D];大连理工大学;2011年
3 王相耀;水电站厂房机墩的动力分析[D];贵州大学;2006年
4 朱卫国;大型混流式机组水电站厂房结构水力激振研究[D];广西大学;2004年
5 张克华;水电站厂房振动测试中的传感器优化布设[D];大连理工大学;2005年
6 苗宗伟;水电站厂房结构振动分析与动态识别[D];大连理工大学;2010年
7 单智杰;灯泡贯流式水电站厂房三维静动力分析[D];西安理工大学;2005年
8 何力劲;灯泡贯流式水电站厂房设计及工程实例[D];河海大学;2006年
9 甄育才;爆破震动荷载下水电站厂房的安全分析[D];武汉大学;2005年
10 姚锋娟;蜗壳垫层对水电站厂房动力特性的影响[D];大连理工大学;2010年
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