南水北调中线工程总干渠冰期输水调控仿真研究

论文摘要

冰情演变数值模拟是解决南水北调中线工程冰期输水安全与效益问题的重要手段。该文建立了南水北调中线工程总干渠冰期输水调控仿真模型,包含明渠非恒定流、浮冰盖下非恒定流、水温、冰花输移、封冻、冰盖增厚、融冰和闸门调节等仿真功能,且推荐京石段水面热交换系数取值18 W/(m~2·℃),冰面热交换系数取值26 W/(m~2·℃)为参数较优取值,参数率定工况下水温平均绝对误差为0.07℃,冰盖厚度平均绝对误差为0.67 cm,封冻时刻误差小于1 d,表明该模型在水温、封冻时刻、冰盖厚度等方面的模拟具有一定的准确度,可为相关研究提供参数取值参考。同时在京石段工程上应用该模型,进一步证实了模型及参数取值在大尺度冰情模拟上具有一定适用度,模型具备模拟冰情演变全过程及对应水力响应和闸门群调控过程的功能,揭示了渠系冰期输水水力响应变化特性,认为PI控制器可实现冰期水力响应控制和维护运行状态稳定作用。

论文目录

• 0 引言
• 1 数学模型
•   1.1 工程概化
•   1.2 非恒定流
•   1.3 水温计算
•   1.4 封冻及冰盖厚度计算
•   1.5 闸门控制器
•   1.6 模型求解
• 2 参数率定
•   2.1 冰盖厚度模拟参数率定
•     2.1.1 案例背景
•     2.1.2 冰盖厚度模拟参数取值优选
•   2.2 水温模拟参数率定
•     2.2.1 案例背景
•     2.2.2 水温模拟参数取值优选
•     2.2.3 冰情验证
• 3 模型应用分析
•   3.1 冰情演变分析
•   3.2 水力响应分析
•   3.3 参数取值适用性
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 刘孟凯

关键词: 数值模拟,模型,输水,南水北调中线工程,冰期,运行控制

来源: 农业工程学报 2019年16期

年度: 2019

分类: 农业科技,工程科技Ⅱ辑

专业: 水利水电工程

单位: 武汉科技大学恒大管理学院

基金: 国家自然科学基金资助项目(51779196,51309015)

分类号: TV68

页码: 95-104

总页数: 10

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