[發(fā)明專利]基于水工模型試驗流速測量的不確定度評定方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810233724.5
• 申請日: 2008-12-18
• 公開（公告）號: CN101430241A
• 公開（公告）日: 2009-05-13
• 發(fā)明（設計）人: 羅永欽;張紹春;汪國斌;李仕勝;李紅英;栗國忱;白紹學
• 申請（專利權(quán)）人: 中國水電顧問集團昆明勘測設計研究院
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00;G01P21/02
• 代理公司: 昆明正原專利代理有限責任公司
• 代理人: 金耀生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水利水電工程技術(shù)領(lǐng)域，具體說是基于水工模型試驗流速測量的不確定度評定方法。

背景技術(shù)

水工模型試驗是目前高壩水電水利工程研究泄水建筑物體型的主要方式，其主要目的是通過試驗對不同方案進行優(yōu)化對比，以得到質(zhì)量、經(jīng)濟上相對較好的過流體型。在試驗過程中，試驗工況的控制、方案調(diào)整與確定均需用實測的數(shù)據(jù)來確認。那么，通過模型試驗檢測出來的水力參數(shù)是否正確合理？影響所測參數(shù)的因素有哪些？哪些因素又是最主要因素？針對具體模型，其最佳估值范圍又是多少？這些問題均值得回答。

所謂測量不確定度評定，是指將測量結(jié)果作為隨機變量，研究分析其統(tǒng)計規(guī)律，并計算它的范圍的一項活動。將測量不確定度評定與水工模型試驗結(jié)果起來，評定所測量水力參數(shù)，對于模型制作中重要尺寸的控制和試驗過程中測量方式的改善均有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是將測量不確定度評定應用到水工模型試驗流速檢測中，評價其最佳估值范圍，分析影響檢測結(jié)果的影響因素。

模型試驗中，檢測流速的步驟是找到檢測位置、利用測量儀器進行測量、記錄數(shù)據(jù)，其不確定度的評定步驟為：

1)建立流速數(shù)學模型為見公式(1)，其中y為模型流速值，V為模型流速測量值，ΔV為旋漿流速儀的誤差，x1代表所測水體流速不穩(wěn)定性，x2代表測點位置誤差；

V＝v(x1，x2)+Δv??????????????????????(1)

2)對流速數(shù)學模型同樣按泰勞級數(shù)展開，建立流速檢測不確定度傳播率公式(見公式(2))；

u²(V)＝u²(v)+u²(Δv)??????????????????(2)

上式中u(v)為測量模型流速時因所測水體流速不穩(wěn)定性及位置誤差所引起的標準不確定度分量，u(Δv)為設備誤差引起的標準不確定度分量。

3)通過A類評定得到標準不確定度分量u(v)，通過B類評定得到標準不確定度分量u(Δv)；所謂A類評定，是指用對觀測列進行統(tǒng)計分析的方法來評定標準不確定度，所謂B類評定，是指用不同于對觀測列進行統(tǒng)計分析的方法來評定標準不確定度；

4)求得合成標準不確定度及擴展不確定度；合成標準不確定度按公式(3)計算，擴展不確定度按公式(4)計算；

u(V)=u(v)+u(Δv)---(3)]]>

U(V)＝2u(V)??????????????????(4)

5)對比影響流速檢測的各分量的大小，找出減少影響該量的因素加以解決。

本發(fā)明將不確定度分析應用到水利水電工程水工模型試驗的水力學參數(shù)檢測中，將測量不確定度評定與水工模型試驗結(jié)合起來，創(chuàng)造了水工模型測量中流速檢測的不確定度評定方法。通過此方法得到的評定結(jié)果對模型制作關(guān)鍵數(shù)據(jù)的控制及試驗手段、方法的改善有著重要應用價值。既有利于在模型制作中主要參數(shù)精度的控制，也有利于在試驗中對試驗手段、試驗方法的改善，提高水工模型試驗所測數(shù)據(jù)的質(zhì)量。

具體實施方式

表1給出了某水電工程水工模型岸邊流速不確定度評定結(jié)果。在評定過程中，同一位置流速進行了4次測量，并進行A類評定；儀器設備誤差引起的不確定度采用B類評定。

1)求標準不確定度分量u(v)

用旋漿流速儀測得該測點的5個流速測量值為：0.222，0.231，0.226，0.224，0.236(單位m/s)。