王雪妮
- 作品数：23 被引量：27H指数：3
- 供职机构：太原理工大学水利科学与工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金海岸和近海工程国家重点实验室开放基金大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室开放课题基金更多>>
- 相关领域：水利工程机械工程天文地球文化科学更多>>
- 水轮发电机组横/轴有限元振动分析被引量：7
- 2022年
- 针对机械和电磁故障引起的水轮发电机组轴系振动问题,基于单节点4自由度Euler梁,将轴向位移纳入整体结构建立了单节点5自由度机组转子-轴承系统有限元模型。利用Newmark-β和Newton-Raphson相结合方法对系统进行求解,借助轴心轨迹图分别讨论了是否考虑轴向自由度和轴向电磁力下质量偏心、静偏心对系统横向振动特性的影响。结果表明:轴向自由度的加入对系统运动轨迹形态及大小起到了积极改变作用。轴向电磁力与动、静偏心下不平衡磁拉力形成电磁激励耦联效应,二者共同作用使系统横向运动振幅明显增大。因此,在水轮发电机组轴系建模及分析过程中应充分考虑轴向自由度及相关荷载作用影响。
- 张雷克范宇宏张金剑马震岳王雪妮
- 关键词：水轮发电机组有限元法
- 基于工程教育专业认证理念的《水力机械及水电站》课程教学改革探索研究
- 2024年
- 高校专业人才培养目标的达成和社会价值输出取决于核心课程的教学质量。文章以太原理工大学水利工程专业核心课程《水力机械及水电站》为例,依据工程教育专业认证理念,从授课模式、教学资源、实验环节、考评形式、科研素质等五个方面进行了课程改革与建设。通过开展以新水利人才培养目标为核心的课程教学,不断整合网络信息时代线上优质教学资源,强调课程理论与实践相结合,丰富考核评价标准,增强了学生自主创新和解决复杂工程问题的能力。同时提出了进一步深化课堂多方面教学改革的构想,以期在未来实现面向工程实际、国际互认的水利水电工程技术人才培养目标。
- 张雷克王雪妮刘小莲
- 关键词：工程教育专业认证水利工程水电站教学改革
- 小水电尾水水轮机转轮优化研究
- 2024年
- 【目的】为解决实际小水电站工程中尾水水轮机性能较差、运行效率较低的问题,缓解转轮叶片空化现象,【方法】设计了转轮桨叶倾斜角度分别为30°和45°的两种水轮机优化方案,并基于ANSYS仿真计算软件,在设计工况下对两种转轮设计方案进行了数值计算,同时对流场流态与模态分布计算结果进行了对比,根据两方案计算结果的整体流线分布、速度分布、压力分布及转轮区域涡量云图等开展流态分析,并进行干湿模态下的振型对比分析。【结果】结果显示:在设计工况下,转轮桨叶倾斜角度为45°时整体水流流态更加平稳、转轮区域压力分布更为均匀、旋涡更少,且预应力湿模态前五阶共振频率中最接近振动频率的数值仍存在40%的差异,工作环境中未产生共振现象,表明其整体性能较优。【结论】结果表明:数值模拟方法合理,模态分析与业界学者研究结果一致,所得数据具有可靠性。通过对转轮进行设计优化可提高水轮机抗空化、抗振等运行性能,对小水电站尾水水轮机优化设计提供有益参考,亦为类似工程问题改造提供了有效理论支撑。
- 翟宇李晓超马夏敏唐华林王雪妮张雷克张雷克
- 关键词：小水电模态分析数值模拟
- 基于MRD优化布置的水轮发电机组碰摩系统振动抑制
- 2024年
- 针对水轮发电机组转子-转轮系统碰摩故障问题,采用磁流变液阻尼器(magneto-rheological damper,MRD)对轴系振动进行抑制,旨在探究MRD对机组轴系振动的影响规律及其对系统碰摩故障的抑制效果。首先,将机组轴向位置函数引入MRD非线性动力学模型,推导了碰摩故障下含轴向分布参数的MRD-转子-转轮系统动力学方程。其次,基于数值模拟方法,以机组转速为控制参数对比分析了是否考虑MRD的转子-转轮系统非线性动力学行为。最后,研究了不同MRD轴向布置参数对碰摩转子-转轮系统动力学行为的影响。研究结果表明:MRD的加入对转子、转轮非稳态运动具有良好约束作用,能够显著减小转子、转轮振动幅值,有效避免了机组轴系碰摩故障的发生;当阻尼器位置参数s_(1)、s_(2)分别取0.25与0.95时,MRD对系统的减振效果最佳。通过在机组轴系合理布置MRD,可有效改善系统振动情况,从而为水轮发电机组振动控制提供有益指导。
- 张雷克聂梁张金剑王雪妮马震岳
- 关键词：水轮发电机组碰摩
- 基于麻雀搜索算法的梯级泵站优化调度被引量：1
- 2024年
- 针对梯级泵站系统运行效率普遍偏低、能耗损失较大等问题,建立了梯级泵站优化调度模型,引入了寻优能力强、搜索精度高的麻雀搜索算法(SSA),对算法中安全阈值和侦察者占比两参数进行了比选;据此提出了基于SSA算法的梯级泵站优化调度方法,并将其应用于密云水库调蓄工程中的三级泵站优化调度研究。结果表明,三种不同流量工况下,相较于现状方案,PSO及GA算法所得优化方案其系统运行效率可提升0.03%~0.18%,年运行成本可节省¥9,700~¥69,500。利用SSA算法所获优化方案在两项指标改进方面更为突出,可达到0.98%~1.20%的效率提升及¥369,000~¥443,900的年运行费用的节省,验证了SSA算法在梯级泵站优化调度中的可行性和高效性,可为梯级泵站优化调度提供一种合理可靠的方法。
- 马夏敏张雷克刘小莲田雨王雪妮邓显羽
- 关键词：梯级泵站优化调度
- 轴承不对中-碰摩耦合故障下双转子系统非线性振动特性分析
- 2024年
- 为揭示因轴承不对中导致的故障转子系统振动特性,基于坐标变换关系,推导了轴承不对中下转子偏转位移表达式。在此基础上,建立了综合考虑碰摩力、油膜力等外激励影响下双盘转子轴承不对中-碰摩耦合故障系统动力学模型,采用数值方法研究了转速及质量偏心对系统动态特性的影响。结果表明,轴承不对中故障会增加系统碰摩发生可能性、恶化轴系振动并加大系统非稳态运动范围。虽然不对中量的加入可在一定程度上延缓系统因参数变化引起的失稳运动,但据此产生的振幅增加与系统安全运行目标相悖,故应采取必要措施对轴承不对中故障加以控制。相关结论可为转子-轴承系统振动状态识别及稳定性分析提供有益借鉴。
- 聂彦春蔚建辉张雷克王雪妮张金剑唐华林
- 关键词：转子-轴承系统碰摩偏转
- 轴流式水轮发电机组不对中-碰摩耦合故障振动特性分析
- 2024年
- 针对轴流式水轮发电机组因联轴器偏角不对中引起的碰摩转子-转轮系统振动问题,基于修正的LuGre摩擦模型,该研究推导了联轴器不对中故障下转轮叶片碰摩力表达式。在此基础上,搭建了综合考虑不平衡磁拉力等外激励作用下系统动力学模型。采用数值方法研究了不对中角度对系统振动特性的影响,并结合Floquet理论分析了以转速为控制变量的系统周期解稳定性。结果表明,不对中的存在增大了系统发生失稳可能性,显著改变了系统动态特性。此外,不对中角度对转子与转轮振动响应的影响具有较大差异,随着不对中角度的增加,转轮振动变化明显且碰摩程度较为恶劣。该研究结果可为轴流式水轮发电机组安全运行及稳定性分析提供有益借鉴。
- 张雷克蔚建辉王雪妮张金剑马震岳邓显羽
- 关键词：不对中碰摩
- 水电站机组-厂房结构突增负荷过渡过程振动特性研究被引量：5
- 2019年
- 水电站机组及厂房结构受水、机、电激励影响在过渡工况下振动问题突出,但现阶段相关理论研究严重滞后于工程实际,制约了该结构进一步寻求改善其瞬态振动的合理控制方式及技术措施。为此,以核心水力振源之一——尾水管压力脉动的构建为切入点,从理论分析的角度提出了一种在不同负荷工况下由尾水管偏心涡带诱发的水力激励数学表述,基于已有水力发电系统水-机-电-结构耦联模型,将系统突增负荷过渡过程纳入机组-厂房结构振动研究体系,并对结构在该非稳态运行情况下的振动特性进行了分析。计算结果表明,同稳态工况相比,机组各导轴承结构在瞬态工况下存在运行稳定性降低、振幅明显增大等现象。同时,相对于机组轴系,水电站厂房发电机层楼板在该过渡工况下的振动现象更为显著,特别是竖向振动情况异常突出,位移增幅可达其在稳态运行条件下的数倍。该研究成果可为水电站机组-厂房结构在该过渡工况下的动力响应分析提供合理可靠的模型与研究方法。
- 吴嵌嵌张雷克马震岳王雪妮
- 关键词：水电站尾水管压力脉动瞬态振动
- 基于梯度下降法的大房郢水库洪水预报模型参数率定及适用性研究
- 2024年
- 大房郢水库长期承担合肥市的防洪、供水任务,准确可靠地开展洪水预报对当地防汛抗旱工作具有重要意义。分别采用新安江模型和前期影响雨量(antecedent precipitation index,API)模型构建大房郢水库入库洪水预报模型,基于梯度下降法对模型参数进行优选,并以方案合格率作为评价指标,对2种模型在该水库的适用性进行分析。结果表明:新安江模型和API模型预报方案合格率均为90.7%,预报精度达到甲等;2种模型在不同预报项目中各有优势,对于洪峰和峰现时差,API模型预报效果更好,预报合格率分别为88.9%和100%,较新安江模型分别提高6.7%和5.9%;对于径流深,新安江模型预报效果更为理想,预报合格率可达94.4%,相对于API模型其提升幅度约13.3%。此外,API模型更适用于单式洪水预报,而新安江模型则更适用于复式洪水预报。研究成果可为提升大房郢水库入库洪水预报精度提供理论依据。
- 郭园赵忠峰杨党锋刘晓东高学睿王雪妮
- 关键词：大房郢水库新安江模型梯度下降法入库洪水预报
- 含故障受油器机组转子-转轮系统振动特性分析
- 2023年
- 灯泡贯流式机组实际运行中,转子-转轮系统受各外激励影响易形成旋转部件与固定部件间的碰摩故障,极大影响机组的安全稳定运行。针对含故障受油器部件的灯泡贯流式机组轴系碰摩问题,构建转子处复合偏心影响下不平衡磁拉力模型,建立了多振源激励下含故障受油器灯泡贯流式机组受油器-转子-转轮耦合振动模型,对比分析了有无故障受油器系统弯扭耦合状态下振动特性的差异,对系统在励磁电流、转子质量偏心及转轮质量偏心变化时各自的非线性振动特性进行了讨论。结果表明:故障受油器的出现加大了转子、转轮非稳态运动范围,使系统产生不利振动进而引发故障;同运行工况及参数状态下的转子相较转轮表现出更大振幅强度,需引起重视。扭转自由度的加入加剧了转子振幅,增加了碰摩故障发生概率。此外,当转轮质量偏心发展到一定程度后,叶片处存在的不确定随机水力将使系统发生失稳现象。研究结果可为灯泡贯流式机组安全运行及稳定性分析提供有益借鉴。
- 武菁张雷克王雪妮
- 关键词：受油器弯扭耦合灯泡贯流式机组励磁电流
