高低坎挑流消能工的水力优化设计_图文

1、 高低 坎 挑 流 消 能 工 的 水 力 优 化 设 计 罚 函数 p (二 , 5 4 M 的 极 小 化 是 调 用 鲍威 尔 方 法 , 一 维 搜 索 是 先 用外 推 内 插 法 确 定 最 优 化 。 步 长 的搜 索区 间 , 然 后 用 二 次 插 值 法求最 优化 步 长 : 无 约束 极 小 化 ( 鲍 威 尔 方 法 的 收 敛 准 则 为 x l 若X ( 秃 ( 凡 一 X ( “一 1( 1 。, 点还 不 是 约 束 最 优 点 则 用 新 的 罚 因 子M , ( 尧+ x 再 次构 成 罚 函 数 p ( M , ( + , 并求 其 无 约 束 极 小 点

2、 x 当 罚 函 数 满足 P : ( “ 。 x (M . “ 父 一 M ( “ P (M ( x (“ p (M (“ M 一 . M (儿一 一 , 一 三 。: 时 , 罚 函数 法 已 收敛 , 认为 划 , , 秃 点 即 为 问 题 的 约 束最 优 解 , 。 关 于 参数 M 为适 宜 。 : , “ “2 的选 择 试验 表 明 , M , 取0 . 0 5 0 . 5 , 。l 取0 0 5 . , e : 取0 . 01 , 较 ( 二 程 序 设计 程 序 分成 主 程 序 插值 法 一维 搜 索等 。 、 子 程 序 辅 程 序 和 函 数 辅 程 序 分 别 设

3、计 。 。 主 程 序 的 功 能 是 输入 初 始 数据 , 和 调 用 罚 函数 法 子 程 序 , 子 程 序 的 功 能 分 别 是 构 造罚 函 数 尸。 , , 鲍 威 尔 方 法 极小 化 罚 函 数 a , , 二次 因 为 子 程 序 中多 次 应用 到 。 a , v , , a : 等 它 们 都 是设 计 变量 的 函 b 数 所 以 分 别 编 制 了计 算 它 们 的 函 数 辅 程 序 在 程 序 设计 时 , 。 。 为 使 三个 变 量 的 数 量 级 一 致 , 以 便 于优 化 , 在 程 序 中取 的 五 十 分 之一 。 作 为 设 计 变量 了 编

4、制程 序 时 参 考 了 文 献 下 面 给 出 罚 函 数 法 及 鲍 威 尔 法 的 框 图 F 。仰 = F 。 极 小 化p ( X , M 图 2 46 浙 江 大 学 学 报 开 始 输 入初 始 点 有 关 数据 S D X = 10 二 1 。 D FM 0 返 回原 程 序 含 l 工巾 、D 欠 一= I 1 丫卜 . 一 协 翰 出 极 小 化 结果 二 次插 值 法 求T 。 I = I + l 心= x “ + l Zx : , 一 匕x ( + T S S一 + D F 一 二x 0 x 一 劣。 M = D F 二 D FI F : I = p (X M , F:

5、 = P (x , M D F I F 二 . F = , 一 - F : F D F > D FM SD X = nx : 一义 。 l 四 、 实例 计 算 与 成 果 分 析 , 为 了 检验 本 文所 推 导 的 计 算 射 程 的 公式 的 合 理 性 及 优 化方 法 的 可 行 性 的 验算 ( P = . 进 行 了 两个 方 面 : 。 一 、 取 湖 南 凤 滩 拱 坝 某 次 泄 洪 作 为 实例 进 行 计 算 , 。 基 本 资料 如 下 = e 。 tg a = 0 . 64 , 5 0 52 3 . 米 , 、 召= 65 . 0 米 , H = 5 , .

6、 75 米 , 功 。 = 0 8 7, . R I 7 1 米 , 尺: = 8 1 米 : 计 算 得 射程 为6 9 5 1 米 ( 二 实测 射 程 约 为 7 米 4 相差 了% 。 仍 以 凤滩 坝 为例 99 “ , , 选 定下 列 三 组 初 始 点 , 优 化 得 如下 计 算 成 果 , 下表 中 第 一 组 情 况 的 初 始 点 即 为 凤 滩 坝 的 实 际 情 况 碰 撞角为 7 0 . 其 碰 撞 角 为5 2 ” 左右 “ l , 优化 后 的 提高 了 3 % 7 。 高低 坎 挑 流 有 能 工 的 水 力 仇 化 设 计 一 拼 二竺 一 一 土 卜 一

7、户 f 丝 9多 里一 迎三 子 兰 竺 尸 卫 竺竺二巴竺里口 塑 尸 一可 丽 广 丽份言 丁六共 井 兰竺 一 - 一 一 盛 卫 里; , 三盛; 里二竺 一 - 99, 一 一 一 “ 4 1, 46 “ “ 2 ” 2 “ 10 1 “ 78 ! 52 4 3 “ 12 “ 02 9 “ 分 析 各 组计 算成 果 还 可 见 一 种 是高 坎 挑 角 较 小 , , 问 题 的 最 大 碰 撞角 比 较 接 近 ; 。 最 优 解 也 大 致 分 为两 种 倩 况 , , 高 低 坎 高差 也 较小 。 另 一 种 是高 坎 挑 角 较 大 高低 坎 高 差 也 较大 ; 两 种

8、 情 况 的 低 坎挑 角 都 差 不 多 五 1 . 、 结 语 , 本 文 在 推 导 射 程 公 式 时 所 作 的 假 定 是 基 本 可行 的 采 用 木 文所 建 立 的 数 学 模 型 及 所 编 制 的 程 序 在 高 低 坎 挑 流 消 能 工 的 优化设计 中 , , 所 推导 的 计 算 射 程 的 公 式 是 可 用 , 的 案 。 2 。 . 可 以 获得 更 优 的 , 更 为合 理 的 设 计 方 3 . , 高低 坎 高差 作 为 设 计 变 量 。 。 影响 较 大 , 不 可 忽 略 较 。 进 一 步 研究 时 4 . 应 再考 虑 其 他 因 素 的 影

9、 响 , 。 目标 函 数 是 多 峰 函 数 有 多个 局 部 最 优 点 设 计 时 可 多选 定 几 个 初 始点 分 别 优 化 比 , 再 根 据 实际 工 程 的 具 体 情 况 分 析采 用 参考文 献 1 郝 中堂 等 对 高 低坎 挑 流 消能 率 的 探 讨 浙 江大 学 学 报 9 2 1 8 . 6 . 。 2 1 罗绍基 、 席 与光 凤 滩 拱 坝 高 低 坝 挑 流 消能 工 的设计 和初 步 实践 全 国 水 力发 电中青年科 学 。 。 、 工 程 技 术千 部 学 术 报 告会 交 流 论 文 4 郝 中堂 3 水 利 电力 部 中 南 勘 测 设计 院 科

10、 研 所 凤 滩拱 坝 高低 坎 挑 流 原 型 观 测 报 告 1 8 9 . 3 9 . 。 张土 乔 拱 坝 高 低 坎 挑 流 消能 工 鼻 坎挑 角 的 优化 选 择 水 利 学 报 1 工 4 8 9 0 6 S 夏 毓 常 仗关 于 溢 流 坝 坝 面 流 速 系数 的 计 算 水 利 学 报 8 9 。 0 4 . 。 6 长 江 水 利 水 电科研 院 等 泄 水 建 筑物下 游 消能 防 冲 问 题 7 万 耀 青 等 最 优 化 计 算 方 法 常 用 程 序汇 编 工人 出版 社 19 0 8 。 . 0 1 。 19 8 3 48 浙 江 大 学 学 报 Th e O

11、 p t im Bu e u m H yd ra u lie D es ig n o f th e H ig h 一lo w ket E n er gy H a o D is s ip a t io Z ho n n B u ild in g G u o Y IP i n g g ta n g AB ST R A CT B o a s d e 一 o n h t b ue e s tu dy in y P a Pe r 4 fu r t h , er r esea r e a re h es a b o u t h t h t a n ra sa e o P tim u . m A d e ig n s f h ig h lo w b le m to k et en e rg d is s iP a ti o estab a , n b u ild in g , m a d e et in is p aPer m e a o re r ea so n a a so 也e a m t lv e 一 ie m e o d e l 15 , li由e d n th e SU MT m e x a h o d d Po w 15 e o e el , 5 l se m