混流式水輪發(fā)電機系統(tǒng)全局耦合非線性動力學(xué)建模與分析.pdf

1、在高水頭、大流量水流和強電磁場的共同作用下，水輪發(fā)電機組時常發(fā)生激烈振動，嚴(yán)重影響電站的正常、安全和穩(wěn)定工作，是一個至今仍未徹底探明的難題。文中從全局耦合的角度，通過分析水輪發(fā)電機組的液固耦合關(guān)系和機電耦合關(guān)系，運用有限單元法建立了反映液固耦合關(guān)系的非線性板殼單元、包含電磁激勵非線性項的發(fā)電機單元和包含由橫向大變形引起幾何非線性的主軸單元，在此基礎(chǔ)上建立混流式水輪發(fā)電機系統(tǒng)的非線性動態(tài)方程，為進(jìn)一步分析系統(tǒng)的振動機理提供了一種新的分析模

2、型。 本文運用多尺度分析方法對系統(tǒng)的動態(tài)模型進(jìn)行非線性分析，分別分析了模型中的二次項非線性特性和立方項非線性特性，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在一些共振現(xiàn)象，如內(nèi)共振、多重共振和次諧共振等；并對多重共振、超諧共振和亞諧共振進(jìn)行了探討性的分析得出了一些定性的結(jié)論，如在某些條件下，兩自由度之間存在能量飽和及滲透現(xiàn)象。通過對實例進(jìn)行編程仿真，將仿真結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，表明所建模型基本合理，對結(jié)果進(jìn)行分析也表明系統(tǒng)存在多種共振現(xiàn)象，并初步揭示了混流式