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《基于多目标进化算法的差动式调压室优化研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、第29卷第1期水力发电学报Vol.29No.12010年2月JOURNALOFHYDROELECTRICENGINEERINGFeb.,2010基于多目标进化算法的差动式调压室优化研究缪明非,张永良,马吉明,江春波(清华大学水利水电工程系水沙科学与水利水电工程国家重点实验室,北京100084)摘要:本文将多目标进化算法引入到大型差动式调压室的优化中。编制了双升管差动式调压室涌浪数值计算的程序,选择分别反映结构安全风险和水力性能的最不利组合工况下的升管主室最大正压差和调压室最低涌浪水位作为优化目标,采用非支配排序遗传算法(NSGA2II),将NSGA2II与水力过渡数值计算结合起来,对差动
2、式调压室的升管阻抗孔口面积、回流孔口面积、升管面积,升管溢流堰高程进行优化,并应用于锦屏二级上游差动式调压室的体型优化中,得到了升管主室最大水位差与调压室最低水位之间的Pareto前沿。Pareto前沿上部分方案比现有方案在水力性能和结构安全风险这两个目标上略为优越。关键词:差动式调压室;多目标进化算法;升管;结构安全风险中图分类号:TQ028.8文献标识码:AMulti2objectiveevolutionaryoptimizationoflargedifferentialsurgechamberMIAOMingfei,ZHANGYongliang,MAJiming,JIANGCunb
3、o(StateKeyLaboratoryofHydroscienceandHydraulicEngineering,DepartmentofHydraulicEngineering,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China)Abstract:Thepaperstudiestheevolutionarymulti2objectiveoptimizationofthelargedifferentialsurgechamber.Thelowestwaterlevelinsurgetankandthemaximalpressureheadbetweenther
4、iserandmaintankarethetwooptimizationobjectiveswhichrepresenthydraulicperformanceandstructuralriskrespectively.Basedonanalysisofmethodsofmulti2objectiveoptimization,thenon2dominatedsortinggeneticalgorithm(NSGA2Ⅱ)isappliedtooptimizethedesignparametersincludingtheheightofoverflowweirofriser,theareao
5、friser,theareaofthrottledorificeatthebottomoftheriser,theareaofinterconnectedorificebetweentheriserandmaintank.TheParetofrontofthetwoobjectivesareobtained,tradeoffofthetwoobjectivesareperformed.NSGA2ⅡisappliedtotheoptimizationofJinping2IIhydropowerstation.TheParetofrontofthetwoobjectivesisobtaine
6、d.SomeschemesintheParetofrontarebetterthantheexistingschemeinthetwoobjectives.Keywords:differentialsurgechamber;evolutionarymulti2objectiveoptimization;surge;riser;structuralsafetyrisk0引言长距离、大流量引水式水电站水力过渡的特点涌波周期长,涌波振幅大,给水电站的安全运行造成不利影响。因此长距离引水式水电站对调压室的设计要求之一是降低涌波振幅,增加波动衰减率。差动式调压室由于升管水位波动迅速,同时水流在溢流
7、堰和调压室底部孔口,都伴随着较大的能量损失,因此波动衰减较快。在长距离引水式电站中应用较广。另一方面,差动式调压室的水力特性是升管和主室的水位差较大,因此升管壁和调压室底板在水位波动过程中会承受较大的水压差,存在一定结构安全风险,在我国曾经发生过升管胸墙跨塌的事[1][2]故。鞠小明等通过模型试验和数值计算相结合的方式对大桥电站差动式调压室进行参数优化,先通过模型[3]试验测量水头损失系数,后用数值计算选择阻抗孔口面积、大井面积、升
