山西中部引黄取水工程水力特性分析研究

发布时间：2017-07-14 14:31

  本文关键词：山西中部引黄取水工程水力特性分析研究

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【摘要】：我国水资源时空分布不均，规划建设大中型供水工程，是当前水利工程建设的一个重要方面山西省大水网工程建设，是以黄河与汾河在山西省境内的河段为主线，将全省范围内的主要水库河流进行互联，期望实现水资源的互联调度，提高供水可靠性安全性，为全省人民的生活和经济稳定发展提供最基本的保障 山西中部引黄工程是山西省大水网建设的重要组成部分，该工程从黄河干流上的天桥水库取水，依靠提水泵站，明渠隧洞，倒虹，暗涵等水工建筑物将水资源输送到供水区域该取水工程包括从天桥水库取水的输水隧洞以及隧洞后的提水泵站工程对取水工程的水力特性分析研究包含明渠输水非恒定流计算，确定隧洞的水位流量过程线，取水泵站的水力特性计算（稳态运行计算和水力过渡过程的分析）等 基于以上分析和认识，本论文的主要研究内容为：1）在分析国内外供水工程压力管道输水明渠隧洞无压输水两种情况下水力特性的基础上，结合城门拱型类圆形类和梯形类等三种不同截面下明渠非恒定流的计算方法，进行数值模拟；2）基于VB为开发平台，进行不同截面明渠非恒定流的程序开发；3）基于泵站过渡过程计算的需要，提出对水泵全特性曲线数据按照比转速的不同进行预测，以提高过渡过程模拟计算的准确性；4）开发基于MATLAB为平台的预测系统，为泵站过渡过程模拟计算提供必要的技术支持 主要结论如下：（1）水泵全特性曲线预测方面，采用神经网络中的BP神经网络RBF神经网络为基础预测方法，并在此基础上，进行两种预测方法的融合互补，形成BP-RBF神经网络将BP神经网络与RBF神经网络进行组合后，预测的结果较BP神经网络有所提高，误差有所减小，且收敛时间明显减少（2）基于MATLAB平台编写的预测程序在预测中所用的网络结构，是在论文写作完成之前所能训练出来的较为满意的网络结构，由于神经网络中部分权值是计算机随机给定的参数，在每次训练中均有所不同，所以，在得出误差较小，预测结果相对满意的结果后，将此时的网络权值进行保存，，在以后的工程实际中进行调用（3）本研究中的工程实际采用城门拱型截面利用特征线法进行特征方程的求解，分析无压隧洞内水位流量流速净空比等水力参数随着时间变化的过程数据，并绘制出相应的过程线可以依据计算的结果，确定水泵进水池的流量与所开机组台数之间的对应关系，减少工程弃水，并且根据隧洞中的过流面积，换算成隧洞的净空比，确保输水过程中净空在规范要求的安全范围内 中部引黄实际工程是一项复杂的系统工程，明渠非恒定流的计算分析包括的内容很多，如不同截面明渠的连接问题，分水闸的开启关闭问题，整个系统的控制调度问题等等，需要进一步做深入研究
【关键词】：水泵 全特性曲线预测 明渠非恒定流 山西中部引黄工程
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TV67;TV135
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 绪论11-19
• 1.1 研究的目的和意义11-13
• 1.2 国内外研究现状13-16
• 1.2.1 水泵全特性曲线研究成果14
• 1.2.2 水泵全特性曲线预测方法14-15
• 1.2.3 明渠非恒定流研究现状15-16
• 1.3 本文研究的主要内容16-19
• 第二章 供水工程中泵站系统水力计算分析19-27
• 2.1 泵站稳态运行工况19-21
• 2.1.1 泵基本特性曲线与管路曲线19-20
• 2.1.2 泵运行工作点的确定20-21
• 2.2 泵站过渡过程计算分析21-26
• 2.2.1 水锤数值计算特征值法21-23
• 2.2.2 水泵边界条件23-26
• 2.3 本章小结26-27
• 第三章 泵全特性曲线预测及测量实验设计相关理论分析27-51
• 3.1 泵全特性相关理论27-31
• 3.1.1 相似理论27-30
• 3.1.2 比转速理论30-31
• 3.2 泵运行工况研究31-37
• 3.2.1 工况分区31-35
• 3.2.2 各工况出现的情况35-37
• 3.3 泵全特性曲线测量实验设计原理37-41
• 3.3.1 泵全特性曲线实验装置原理示意图37-38
• 3.3.2 泵各工况测量实验设计原理38-41
• 3.3.2.1 泵的正常运行工况38
• 3.3.2.2 泵的非正常运行工况38-41
• 3.4 泵全特性曲线的计算41-47
• 3.4.1 泵全特性曲线 Suter 变换41-45
• 3.4.2 目前水泵全特性曲线的数值化方法45-47
• 3.5 泵全特性曲线数据预测理论47-48
• 3.5.1 神经网络预测理论47-48
• 3.5.2 径向基-BP 神经网络预测理论48
• 3.6 本章小结48-51
• 第四章 基于全特性曲线预测的水锤计算机分析系统开发51-73
• 4.1 开发语言的选择51-52
• 4.2 不同理论预测分析52-68
• 4.2.1 BP 神经网络下预测分析52-58
• 4.2.2 RBF 神经网络下预测分析58-64
• 4.2.3 BP-RBF 神经网络组合水泵全特性的预测实现64-68
• 4.2.4 小波神经网络下预测分析68
• 4.3 不同理论预测结果分析68-69
• 4.4 全特性曲线预测数据的导入69-71
• 4.5 本章小结71-73
• 第五章 明渠非恒定流动理论分析与计算程序开发73-87
• 5.1 明渠非恒定流的特性及波的分类73-75
• 5.1.1 明渠非恒定流的主要特性分析73-74
• 5.1.2 明渠非恒定流波的分类74-75
• 5.2 明渠非恒定流计算基本方程75-78
• 5.2.1 明渠非恒定流的连续性方程76
• 5.2.2 明渠非恒定流的能量（运动）方程76-77
• 5.2.3 明渠非恒定流的求解方法77-78
• 5.3 明渠非恒定流计算初始条件和边界条件78-79
• 5.3.1 明渠非恒定流初始条件78
• 5.3.2 明渠非恒定流边界条件78-79
• 5.4 明渠非恒定流的特征线法求解79-82
• 5.4.1 特征线方程和特征方程79-81
• 5.4.2 特征差分方程推导81-82
• 5.5 明渠非恒定流计算程序开发82-86
• 5.5.1 计算程序的框架系统83
• 5.5.2 计算程序的功能界面83-85
• 5.5.3 计算程序的显示界面85-86
• 5.6 本章小结86-87
• 第六章 山西大水网中部引黄工程研究应用分析87-95
• 6.1 山西大水网中部引黄工程背景87-90
• 6.1.1 中部引黄工程总体工程背景87-88
• 6.1.2 本研究输水部分工程背景88-89
• 6.1.3 本研究水泵机组部分资料背景89-90
• 6.2 中部引黄工程计算模拟分析90-95
• 6.2.1 输水部分工程模拟分析90-91
• 6.2.2 水泵机组全特性曲线预测分析91-95
• 第七章 结论与展望95-97
• 7.1 结论95-96
• 7.2 展望96-97
• 参考文献97-101
• 致谢101-103
• 攻读硕士学位期间发表的论文及参加的主要科研项目103-104

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：541447