一种水力机械压力脉动的分频模态提取方法及应用

摘要

水力机械在偏离最优工况条件下,水压脉动可能包含多种频率成分,对流场时域分析时,小幅值次主频率成分的非定常演变特征常被主频成分的时域演变所掩盖。本文借鉴结构动力学中模态参数提取方法,采用基于自然激励技术,由复响应函数获得不同频率下的模态参数,并编程计算了水力机械内的典型三维流场水力激励分频模态,分析了混流式水轮机小流量下的计算结果,刻画了尾水管涡带的低阶旋转模态,揭示了尾水管内高阶频率成分的产生与无叶区内旋转扰动源的关联关系。同时,还对动静干涉等原因导致的转轮上的激振模态进行分析,模态结果与理论预测一致。本文提出的分频模态分析方法有助于揭示不同频率压力脉动产生的根源、传播途径等信息。