【摘要】：包括泵站管道在內(nèi)的各類輸流管道的振動在工程實(shí)際中普遍存在,對于管道振動特性分析及振動預(yù)測的研究有著廣泛的工程背景。泵站管道在長期服役期間,在各類影響因素下會產(chǎn)生不同程度的振動,大幅度的管道不利振動會導(dǎo)致整個管道系統(tǒng)出現(xiàn)損傷,甚至?xí)斐纱笠?guī)模的結(jié)構(gòu)破壞及經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失。為了驗(yàn)證泵站管道振動中存在混沌特性,明晰使其產(chǎn)生混沌特性的振動激勵,同時實(shí)現(xiàn)管道振動的短期混沌預(yù)測,本文選取某灌區(qū)泵站管道實(shí)測振動響應(yīng)為研究對象,基于混沌理論對泵站管道振動的混沌特性及其短期預(yù)測進(jìn)行研究。本文的研究內(nèi)容主要分以下三個方面:(1)泵站管道振動混沌特性分析。目前國內(nèi)外對泵站管道振動系統(tǒng)的混沌特性分析極少,本文基于飽和關(guān)聯(lián)維數(shù)和最大Lyapunov指數(shù)等混沌特性定量分析方法對管道實(shí)測不同測點(diǎn)在不同運(yùn)行工況下的振動響應(yīng)進(jìn)行混沌特性分析。研究結(jié)果表明,泵站管道在某些工況下確實(shí)存在混沌特性,管道不同位置、機(jī)組不同運(yùn)行工況、不同振動方向情況下管道振動的復(fù)雜性及混沌程度不同,且存在共通規(guī)律,即泵站管道振動復(fù)雜性及混沌特性受機(jī)組振動及流態(tài)穩(wěn)定性影響較大。(2)確定泵站管道混沌振源�；谇拔姆治鼋Y(jié)果,通過頻譜分析的方法確定泵站管道的振源組成,初步判斷不同振源分量的混沌特性。為將不同時間尺度的振源激勵成分進(jìn)行有效分離,文章引入改進(jìn)變分模態(tài)分解(Improved Variatronal Mode Decomposition,IVMD)方法將信號自適應(yīng)地分解為一系列具有不同尺度特征的IMFs,并分別計(jì)算其飽和關(guān)聯(lián)維數(shù)和最大Lyapunov指數(shù)分析其混沌特性,以此明晰使泵站管道振動產(chǎn)生混沌特性的振動激勵。(3)建立泵站管道振動短期混沌預(yù)測模型�；谇拔谋谜竟艿阑煦缣匦苑治鼋Y(jié)果,對泵站管道振動響應(yīng)在混沌系統(tǒng)領(lǐng)域做進(jìn)一步應(yīng)用拓展——建立管道振動短期混沌預(yù)測模型。本文選取Volterra級數(shù)預(yù)測和RBF(徑向基函數(shù))神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測兩種方法,首先以典型混沌系統(tǒng)Lorenz系統(tǒng)x分量為算例驗(yàn)證兩種預(yù)測方法在混沌預(yù)測領(lǐng)域的有效性;其次,以前文混沌特性分析結(jié)果為基礎(chǔ)選取涵蓋機(jī)組運(yùn)行影響及流態(tài)突變影響的管道振動響應(yīng)序列,分別實(shí)現(xiàn)其混沌短期預(yù)測以判斷本文混沌短期預(yù)測模型是否具有泵站管道振動響應(yīng)的普適性;最終綜合對比兩種方法的預(yù)測結(jié)果選擇精度更高的預(yù)測方法建立泵站管道振動響應(yīng)短期混沌預(yù)測模型。
【學(xué)位授予單位】：華北水利水電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TV675
【圖文】：

1 緒論1.1 研究背景及意義水是生命之源、生產(chǎn)之要、生態(tài)之基。中國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)已進(jìn)入了新時代，為促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的長期快速發(fā)展和社會的和諧穩(wěn)定，必須下定決心加速水利事業(yè)的發(fā)展，強(qiáng)化水利支撐的保障能力[1]。水利樞紐工程的發(fā)展是水能資源充分利用的必要條件，隨著我國電力提水設(shè)備和引水灌溉技術(shù)的不斷發(fā)展，許多缺水地區(qū)建成了高揚(yáng)程輸水泵站及揚(yáng)水灌區(qū)，泵站管道工程實(shí)例如圖 1-1 所示。這些工程創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會效益，因此保證其安全穩(wěn)定運(yùn)行是我國現(xiàn)代化建設(shè)和水利事業(yè)長足發(fā)展的首要任務(wù)[2]。泵站管道在長期服役期間，受各類因素影響下會產(chǎn)生不同程度的振動[3]，大幅度的管道不利振動會引起整個管道系統(tǒng)出現(xiàn)損傷，甚至?xí)斐纱笠?guī)模的結(jié)構(gòu)破壞及經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失[4]。因此，明晰泵站管道在不同運(yùn)行工況下的振動特性以此避免其不利振動具有重要的研究價值。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2715690