[发明专利]采用计算机程序确定模型水轮机转轮叶片初生空化的声学方法

说明书

技术领域：本发明涉及一种采用计算机程序确定模型水轮机转轮 叶片初生空化的声学方法。

背景技术：随着对水轮机内特性研究的进一步深入及用户对水轮 机稳定性要求的逐步提高，保证水轮机特别是巨型水轮机在无空化状 态下安全稳定运行已成为考核机组运行状态的一项重要指标。

鉴于在目前的技术水平下，根本无法在现场确定水轮机的空化现 象何时发生，业界目前普遍采用的方法是在与原型水轮机相似的模型 水轮机上观察空化现象来推测原型机的空化特性。在模型水轮机上确 定空化的常规方法是利用水轮机效率的变化量来确定空化的发生，该 种方法可以依靠测量数据来评定空化现象的发生程度。然而以该方法 确定模型水轮机空化发生时，水轮机已经发生空化且空化程度已经剧 烈到足以影响水轮机的效率。而模型水轮机转轮叶片上刚刚有空化现 象发生，即转轮叶片上刚刚有气泡产生的状态，才是确定水轮机空化 发生与否的基本判据。该状态被定义为水轮机转轮初生空化状态。目 前，水轮机转轮叶片初生空化现象只能依靠目测来确定。由于没有一 个统一的可以量化的标准，致使模型水轮机初生空化的确定随着观测 者及观测位置的不同而产生很大的差异，从而影响到水轮机空化的确 定。因此迫切需要一种可以完全利用测量数据来判定模型水轮机转轮 叶片初生空化何时发生的方法。

发明内容：本发明要解决的技术问题是在进行模型水轮机空化试 验过程中，提供一种能够采用计算机程序确定模型水轮机转轮叶片初 生空化的声学方法。本发明的技术方案是：一种采用计算机程序确定 模型水轮机转轮叶片初生空化的声学方法，

1、启动计算机系统；

2、使模型水轮机处于未空化状态；

3、保持模型水轮机运行工况稳定，对水声信号进行采集；

4、计算水轮机水声信号的功率谱，具体方法如下：

首先，对水声信号进行采样量化与编码，形成采样后的时间 序列，采用汉宁(Hanning)窗函数W(n)对采样序列s(n)进行截取， 那么加窗后的时间序列x(n)为：

x(n)＝s(n)W(n)

其中x(n)进行截取后的主值序列

s(n)进行采样后的时间序列

W(n)汉宁(Hanning)窗函数

经截取处理的时间序列再经过傅立叶变换得到频谱：

X(k)=Σn=0N-1x(n)WNkn]]>

式中WNkn=e-j2πkn/N]]>

X(k)对x(n)进行傅立叶变换后的频谱函数

其共轭为