约束并行自适应代理模型优化算法及在弧形闸门优化设计中的应用

针对并行仿真技术下复杂大型工程结构的优化设计问题,将自适应代理模型优化和计算机并行计算技术相结合,提出一种基于约束并行自适应采样的代理模型优化算法。算法的采样方法由局部最小模型预测单加点策略和全局双目标约束多加点策略构成,通过构造约束期望提高函数和样本空间稀疏度函数对样本点进行筛选,使所获得的新样本点兼顾搜索目标函数局部最优区域和开发全局可行边界。通过对比分析测试算例与已有算法表明,该算法具有更好的优化效率、优化精度和稳定性。最后将算法运用于大型钢结构弧形闸门结构的多参数优化,分别采用3种自适应代理模型优化算法与基于静态代理模型的遗传算法进行求解,验证了所提算法的优越性。

动水关闭的平面事故闸门体型优化试验研究

在已建水利水电工程中,利用自重、配重与水柱压力动水关闭的平面事故闸门,时常会出现无法完全闭门的现象,严重威胁水电站的正常运行及上下游安全。为探究其产生原因并找到有效的解决措施,该文针对进水口平面事故闸门出现的类似问题,采取水力学模型试验的方法,通过门体水柱压力试验以及不同体型闸门的闭门持住力对比,并结合闸门水动力荷载特性进行分析,明确事故闸门在动水中无法完全关闭是由工程摩擦系数(0.209)过大所致;基于伯努利原理,从增加水柱压力的角度出发,采取在平面闸门迎流面底部增设前缘板块,并对其下表面端部进行加厚处理的优化方案,在模型试验中,达到了增大闸门闭门持住力、促进闸门顺利关闭的效果,表明了该方案对解决已建工程平面事故闸门在动水关闭过程中无法下落问题的有效性。

优化闸门调度条件下提高岸墙小水电发电功率之探索

高良涧闸管理单位采用不平衡的闸门调度,适当调整边孔闸门开启高度的方法,降低位于边孔内小水电的流道口水位,增加小水电尾水动能,提高机组的发电功率。运用边孔闸门开启模型计算数据指导工程运行,取得良好的效益。文章还总结了闸门调度和水电发电功率关系实验。

泵站节能降耗中水力机械技术研究

随着能源消耗的日益增长和环保要求的不断提升,泵站作为水资源配置的关键设施,其节能降耗问题变得尤为重要。为解决传统泵站运行中存在的高能耗问题,本文阐述了泵站节能降耗的必要性,分析了水力机械技术在提高泵站工作效率、减少能源消耗中所发挥的重要作用,最后结合实际工程,系统地介绍了水力机械技术在现代泵站设计中的应用。研究结果表明,现代泵站设计中,从水泵、闸门等角度入手进行合理优化可显著降低泵站能耗,以此为相关类似节能工程提供了水泵选型、闸门优化等方面的数据参考。

面向流域水环境改善的潮汐河道闸门调度优化研究:以相互独立的圩内河网为例

以我国南方某5个相互独立的圩内河网为研究对象,针对感潮河段的特征建立水动力水质耦合模型,比较不同闸门调度策略下的水质改善效果。结果表明:1)圩内河网应在大潮期进行换水,相对小潮期换水最多可缩短7 h的水力停留时间。以示踪剂工况结果为依据,针对进出水闸门距离较短河网,采用单向流调度策略启闭闸门,相对往复流最多可缩短14.18 h的水力停留时间;针对进出水闸门距离较长的河网,采用开启双侧闸门进水从中心排河排水的往复流闸门启闭策略,相对单向流调度策略最多可缩短3.18 h的水力停留时间。2)水质结果表明,应先利用水系连通方式打通断头河,并采用前述的闸门调度策略,最终本片区河网平均水质达到GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅳ类水的断面比例增长了7.3%。研究结果为基于水动力水质改善不同地理特征圩内潮汐河网的闸门调度提供了参考。