抽水蓄能电站卜型岔管水流数值模拟与优化研究的开题报告.docx

抽水蓄能电站卜型岔管水流数值模拟与优化研究的开题报告
开题报告
论文题目：抽水蓄能电站卜型岔管水流数值模拟与优化研究
涉及领域：水利工程、数值模拟、优化设计
论文研究背景及意义：
抽水蓄能电站是一种新兴的电力系统，其具有灵活性强、储能能力大、可调度性强等特点，对应用于电力系统中，能够实现峰谷平衡、保证电网安全运行。卜型岔是抽水蓄能电站中的主要水力构件，其结构设计对于电站的运行稳定性和发电效率具有极为重要的影响。
随着计算机科学以及数值模拟技术迅速发展，对水流进行模拟已经成为了研究水力构件水力性能的强有力的方法。通过对卜型岔管水流进行数值模拟可以对其水力性能进行深入分析，为电站的稳定运行以及效率提升提供理论依据。因此，对卜型岔管水流的数值模拟及其优化具有重要意义。
本文将从数值模拟的角度出发，对卜型岔管水流进行数值模拟研究。通过建立数值模型，对卜型岔管水流进行三维流场模拟，对其水流特性进行分析。在此基础上，进一步优化卜型岔管水流的结构，提高电站的发电效率以及运行稳定性，为抽水蓄能电站的发展提供技术支撑与理论指导。
研究内容及方法：
研究内容：抽水蓄能电站卜型岔管的水流数值模拟以及优化
研究方法：
1.数值模拟方法：采用计算流体力学（CFD）仿真方法，对卜型岔管水流进行三维流场模拟，基于流体力学方程建立蒙特卡罗计算流体力学模型，获取卜型岔管水流的速度、压力等参数，并分析其水力性能。
2.优化方法：通过数值模拟结果，对卜型岔管水流的结构进行优化设计。应用多目标遗传算法（NSGA-II）实现优化设计，寻找最优结构方案，以提高抽水蓄能电站的发电效率和运行稳定性。
研究计划及预期结果：
研究计划：
1.文献阅读：阅读相关文献，了解卜型岔管基本原理、抽水蓄能电站的工作机理等。
2.数值模拟：建立数值模型，对卜型岔管水流进行三维流场模拟，分析其水力特性。
3.结构优化：以数值模拟结果为基础，对卜型岔管水流的结构进行优化设计，应用多目标遗传算法进行优化设计。
4.结果分析：对优化结果进行分析，比对优化前后的水流特性，并将结果与实际运行情况进行对比验证。
研究预期结果：
1.对抽水蓄能电站的卜型岔管水流进行数值模拟研究，分析其水力特性。
2.对卜型岔管水流的结构进行优化设计，提升抽水蓄能电站的发电效率和运行稳定性。
3.提高卜型岔管的结构设计能力，对抽水蓄能电站的发展起到一定的推动作用。
参考文献：
1.张瑞丽.抽水蓄能电站卜型岔优化设计及水力性能分析[D].广州：华南理工大学，2018.
2.齐丹丹.抽水蓄能电站卜型岔管流动的数值模拟与实验研究[D].北京：清华大学，2010.
3.PericM,AlajbegovicA,DjordjevicA.Numericalanalysisoffluidphenomenainanimpellerpumpdiffuserusingtwo-equationturbulencemodels[J].InternationalJournalofComputationalFluidDynamics,1999,11(4):263-276.