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水电站输水系统水力过渡过程的可视化仿真研究

孙可寅  
【摘要】:水电站输水系统的水力过渡过程是指由于电站机组负荷变化,在水电站输水系统中产生的水击、调压室涌波的过程。水力过渡过程的正确计算对于保证水电站的安全运行具有相当大的重要性。关于水力过渡过程计算方法方面的研究很多,主要有解析法和图解法,随着电子计算机的发展,现在电算法的使用也相当广泛。 水电站输水系统水力过渡过程的合理计算是水电站设计中的关键,通常,水电站输水系统水力过渡过程要进行水工模型试验,对不同的工况进行水力模拟,得出相关数据,在对试验结果分析研究的基础上,进行方案论证。但物理模拟一般存在成本高、周期长,结果数据只用文字、过程线、等值线、二维图表等形式反映出来,缺乏直观效果,也不能体现各物理量的时空动态变化。水电站输水系统水力过渡过程也可以通过水力计算,获得相关数据,进行方案论证,水力计算结果通过文字、过程线、等值线、二维图表等形式反映出来,同样缺乏直观效果。随着计算机软硬件性能的日益提高以及可视化仿真技术的发展,使得以往不可视的水力过渡过程可视化成为可能。 本文系统地介绍了作者研究开发的水力过渡过程可视化仿真软件的原理与方法,该软件把电算法与计算机图形系统结合起来,对水力过渡过程进行定量、直观、同步地动态仿真;然后对糯扎渡水电站引水、尾水系统进行水击与调压室水面振荡仿真,并通过水工模型实验结果验证了该软件的科学性与可行性。可视化仿真技术在水力过渡过程研究中的应用,对提高水电站输水系统设计水平具有重要的意义。


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