【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及流体信号处理，具体涉及一种基于旋涡流型的gcvf临界贯穿冲击振动预测系统及方法。
技术介绍
1、随着化石能源的逐渐枯竭和环境问题的加剧，全球对清洁能源的需求持续增长。水力发电作为一种清洁、高效的可再生能源，在能源转换和电网稳定中具有重要作用。低水头潮汐能电站凭借其高响应性和储能发电特性，成为平衡电力负荷和控制电网频率的重要手段。然而，在低水头水电站运行中，气液耦合涡流gas-liquid coupling vortex flow,gcvf现象广泛存在。这种现象容易引发随机激波振动，不仅破坏了水轮机的性能，还导致输入流的不稳定性，最终降低水电转换效率并威胁设备的使用寿命。
2、目前，针对gcvf现象的研究已取得一定进展，包括旋涡流型、气液耦合动力学行为及振动产生特性。然而，由于gcvf受气液相互作用和非线性随机激励的影响，其冲击振动的演化机理和临界贯穿状态的预测仍然是技术难点。因此，设计能够有效预测gcvf冲击振动的系统，对提升水电能源利用率及设备运行稳定性具有重要意义。但现有的gcvf临界贯穿状态预测方面存在以...
【技术保护点】
1.基于旋涡流型的GCVF临界贯穿冲击振动预测系统，其特征在于，包括流场建模模块、流固耦合分析模块、动态网格优化模块、信号处理与特征提取模块、数据融合与预测模块以及显示与报警模块；
2.根据权利要求1中所述的基于旋涡流型的GCVF临界贯穿冲击振动预测系统，其特征在于，所述的流场建模模块利用水平集方法建立GCVF流场模型，追踪气液界面的动态变化，并通过重初始化算法解决数值扩散问题；为系统提供气液相互作用的动态模拟数据，为后续模块提供流场基础数据，流场建模模块向流固耦合分析模块传递气液界面的实时演化数据。
3.根据权利要求2中所述的基于旋涡流型的G...
【技术特征摘要】
1.基于旋涡流型的gcvf临界贯穿冲击振动预测系统，其特征在于，包括流场建模模块、流固耦合分析模块、动态网格优化模块、信号处理与特征提取模块、数据融合与预测模块以及显示与报警模块；
2.根据权利要求1中所述的基于旋涡流型的gcvf临界贯穿冲击振动预测系统，其特征在于，所述的流场建模模块利用水平集方法建立gcvf流场模型，追踪气液界面的动态变化，并通过重初始化算法解决数值扩散问题；为系统提供气液相互作用的动态模拟数据，为后续模块提供流场基础数据，流场建模模块向流固耦合分析模块传递气液界面的实时演化数据。
3.根据权利要求2中所述的基于旋涡流型的gcvf临界贯穿冲击振动预测系统，其特征在于，所述的流固耦合分析模块基于flügge壳体理论建立薄壁圆柱壳流固耦合模型，计算涡流对结构的冲击力及所导致的振动响应；对涡激振动进行频域和时域分析，提取关键振动频率和随机脉冲成分，为临界贯穿状态下的振动预测提供数据；流固耦合分析模块依赖流场建模模块的输出数据，同时将振动特征传递给信号处理与特征提取模块。
4.根据权利要求3中所述的基于旋涡流型的gcvf临界贯穿冲击振动预测系统，其特征在于，所述的动态网格优化模块通过采用弹簧光顺网格技术和局部网格重构策略，实时优化网格，解决计算中可能出现的高失真问题；对流固耦合分析模块提供的流场数据进行网格优化，保证数据传递的精确度...
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