[发明专利]水电站叠梁门进水口临界淹没水深的判别方法及控制系统

权利要求书

1.一种水电站叠梁门进水口临界淹没水深的判别方法，其特征在于，包括：

获取水电站叠梁门分层取水进水口的第一特征参数，所述第一特征参数包括进水口的第一体型特征参数和第一水流特征参数；

获取所述第一体型特征参数和第一水流特征参数中的第一基本物理参数，根据所述第一基本物理参数，得到第一参考结构特征参数的无量纲π项；

获取水电站叠梁门分层取水进水口的临界相对淹没水深的关系表达式，根据所述第一基本物理参数以及所述第一参考结构特征参数的无量纲π项获得水电站叠梁门分层取水进水口的临界淹没水深；

所述获取水电站叠梁门分层取水进水口的第一特征参数之前包括：

获取水电站叠梁门分层取水进水口的第二特征参数，所述第二特征参数包括进水口的第二体型特征参数和第二水流特征参数；

根据所述第二体型特征参数和第二水流特征参数获得水电站叠梁门分层取水进水口的临界淹没水深的关系表达式；

获取所述第二体型特征参数和第二水流特征参数中的第二基本物理参数，根据所述第二基本物理参数，得到第二参考结构特征参数的无量纲π项；

根据所述第二参考结构特征参数的无量纲π项以及所述临界淹没水深的关系表达式，获得水电站叠梁门分层取水进水口的临界相对淹没水深的初始关系表达式；

获取叠梁门相对高度和进流佛氏数，对所述叠梁门相对高度和进流佛氏数进行数据拟合，获得水电站叠梁门分层取水进水口的临界相对淹没水深的关系表达式，包括：

获取多个水电站叠梁门分层取水进水口的叠梁门高度和水流流量；

根据所述叠梁门高度和水流流量并改变水电站叠梁门分层取水进水口的叠梁门淹没水深，得到不同叠梁门高度和不同水流流量下水电站叠梁门分层取水进水口的临界相对淹没水深，并获取临界相对淹没水深、叠梁门相对高度和进流佛氏数的关系；

获取所述临界相对淹没水深与叠梁门相对高度、进流佛氏数的曲面关系；

根据所述曲面关系获得临界相对淹没水深、叠梁门相对高度和进流佛氏数的二元函数的拟合关系式，其中，所述二元函数的拟合关系式为：

其中，为临界相对淹没水深，为叠梁门相对高度，F_rD为进流佛氏数，a、b、c、d、e、f为二元函数的待定系数。

2.根据权利要求1所述的水电站叠梁门进水口临界淹没水深的判别方法，其特征在于，

所述第二体型特征参数包括叠梁门高度、进水口引水管道控制高度；

所述第二水流特征参数包括进水口引水管道控制流速、重力加速度、水流表面张力、进水口水流初始环量、水流粘滞系数以及水流密度。

3.根据权利要求1所述的水电站叠梁门进水口临界淹没水深的判别方法，其特征在于，还包括：

根据所述第二基本物理参数，并基于量纲分析的π定理，得到所述临界淹没水深的无量纲π项如下：

其中，π_s为临界淹没水深的无量纲π项，s为水电站叠梁门分层取水进水口产生吸气漩涡时叠梁门门顶的临界淹没水深，ρ为水流密度，D为进水口引水管道控制高度，V为进水口引水管道控制流速，a₁、b₁和c₁为待定系数，基本物理量L表示长度，M表示质量，T表示时间。

4.根据权利要求1所述的水电站叠梁门进水口临界淹没水深的判别方法，其特征在于，所述第二基本物理参数包括水流密度、进水口引水管道控制高度和进水口引水管道控制流速；所述第二参考结构特征参数包括叠梁门高度、重力加速度、水流表面张力、进水口水流初始环量和水流粘滞系数，

则获取所述第二体型特征参数和第二水流特征参数中的第二基本物理参数，根据所述第二基本物理参数，得到第二参考结构特征参数的无量纲π项包括：

获取第二体型特征参数中的进水口引水管道控制高度、第二水流特征参数中的水流密度和进水口引水管道控制流速，根据量纲分析的π定理以及量纲和谐原理，得到叠梁门高度、重力加速度、水流表面张力、进水口水流初始环量和水流粘滞系数的无量纲π项。