申请/专利权人：水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院

申请日：2024-01-11

公开（公告）日：2024-03-19

公开（公告）号：CN117556743B

主分类号：G06F30/28

分类号：G06F30/28;G06F17/11;G06F111/04;G06F113/08;G06F119/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.19#授权;2024.03.01#实质审查的生效;2024.02.13#公开

摘要：本发明公开了一种水电站拦污漂水流动力学绳索张力计算方法，包括获取拦污漂群初始状态数据况,所述拦污漂群初始状态数据况包括拦污漂水位、流速矢量场，流速场脉动量百分比和脉动频率；根据拦污漂群初始状态数据况，构建理想状态下的拦污漂动力学计算模型；根据拦污漂动力学计算模型采用试错法迭代求解输出绳索张力计算结果。本方法考虑水流流速场不均匀和紊流脉动流速的影响,通过计算非平衡状态下相邻浮筒相向或向背运动产生的动态张力，在水流复杂区域和水流流速大的区域中，能准确计算主绳的动态过程中的最大荷载，提供设计的安全性和可靠性。

主权项：1.一种水电站拦污漂水流动力学绳索张力计算方法，其特征在于：获取拦污漂群初始状态数据情况,所述拦污漂群初始状态数据情况包括拦污漂水位、流速矢量场，流速场脉动量百分比和脉动频率；根据拦污漂群初始状态数据情况，构建理想状态下的拦污漂动力学计算模型；根据拦污漂动力学计算模型采用试错法迭代求解输出绳索张力计算结果；所述拦污漂动力学计算模型的构建方法包括以下步骤：（1）建立模型坐标系统，以漂段左侧固定墩主绳左侧起点为x起点，向另一个固定墩方向为正，根据右手螺旋法则，水平垂直于x的方向为y轴，竖直向上为z坐标，z坐标起点为高程基面；（2）设置模型的初始条件为拦污漂初始位置为流速为0时自由下垂位置；（3）建立单节漂的多个受力平衡方程，包括重力，浮力，水流冲击力以及牵引力的受力平衡方程，其中水流冲击力受力平衡方程的计算公式如下： （3）式中：为水流流速与浮筒的相对速度，；为浮筒在水流相对速度上的投影面积；（4）确定所述拦污漂动力学计算模型的约束条件，所述约束条件包括位置约束和受力约束，计算公式如下：其中位置约束的公式为： （4）其中位置约束的公式为： （5）所述拦污漂动力学计算模型求解过程如下：（1）计算N时刻所有浮筒受力，并计算加速度；（2）根据加速度计算下一个时刻N+1时新的位置；（3）根据位置约束条件计算新的位置是否符合位置约束条件，如果不符合，则需要从两端向中间计算主绳牵引力；当两个相邻浮筒距离超过原始距离时，根据长度计算牵引力，当小于原始距离时，牵引力为0，然后重新计算；直到所有的位置约束条件误差小于eps设定值结束迭代；（4）判断是否有浮筒进出水体，并记录浮筒进出水体的次数；（5）所述拦污漂动力学计算模型输出时刻，主绳位置过程和每段拉力大小，每节浮筒出入水次数的数据。

全文数据：

权利要求：

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