[發明專利]一種基于計算流體力學瞬時計算的泵站機組壓力脈動預測方法

有效

• 申請號: 201811283877.0
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN109185211B
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發明（設計）人: 成立;焦偉軒;車曉紅;周春峰;束明方;蔣紅櫻
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: F04D27/00
• 分類號: F04D27/00;G06F17/50
• 代理公司: 32222 揚州蘇中專利事務所(普通合伙)
• 代理人: 許必元<國際申請>=<國際公布>=<進入

1.一種基于計算流體力學瞬時計算的泵站機組壓力脈動預測方法，其特征是，包括以下步驟：

(1)通過三維建模軟件對實際泵站機組進行數值模型的建立，在保證等尺寸的同時，也應當保證數值模型盡可能還原泵站機組原型；

(2)采用網格剖分技術對經步驟(1)建立的數值模型進行網格劃分，保證整體網格質量良好有利于提高數值結果準確性；

(3)采用CFD計算軟件對經步驟(2)網格劃分后的數值模型進行任意一工況下定常計算，保證計算殘差值收斂精度低于1.0×10^-4，以定常計算結果為基礎，對數值模型進行監測點設置，監測點包括進水流道監測點、出水流道監測點、葉輪監測點、導葉監測點，并依次設置采樣時間以及采樣頻率，對數值模型再次進行非定常計算，得到采樣時間段內瞬時時刻壓力數據；

(4)通過對各監測點在采樣時間段內瞬時時刻壓力數據的采集，采用經驗模態分解算法對采集的各監測點在采樣時間段內瞬時時刻壓力數據中非穩態數據進行平穩化處理，然后再通過希爾伯特變化獲得時頻譜圖，得到幅值最大處頻率，即主頻；

(5)通過步驟(4)采用經驗模態分解算法以及希爾伯特變化得到的時頻譜圖得到泵站機組各監測點壓力脈動振幅變化規律及大小，以及各監測點處壓力脈動主頻，即得到進水流道監測點處壓力脈動主頻、出水流道監測點處壓力脈動主頻、葉輪監測點處壓力脈動主頻、導葉監測點處壓力脈動主頻，有效預測對應監測點實際工況中壓力脈動情況，并且通過主頻分析獲知對應監測點壓力脈動影響源，避免異常壓力脈動的出現；

(6)將通過經驗模態分解以及希爾伯特變換后各監測點處的主頻與葉輪轉動頻率及其葉輪轉動頻率倍頻相對比，f表示葉輪轉動頻率，T表示葉輪轉動1周時間；若進水流道監測點主頻、出水流道監測點主頻與葉輪轉動頻率抑或倍頻相同或相近，則認為泵站機組處于易發生共振狀態；若葉輪監測點處壓力脈動主頻、導葉監測點處壓力脈動主頻中不含有葉輪轉動頻率或倍頻成分，則認為泵站機組存在異常水壓力脈動。