H-ADCP实时流量在线监测系统研究

三峡-葛洲坝区间由于受到水库调度影响,水流条件复杂,传统流量测验手段远远不能满足防汛报汛需求.在长江水利委员会水平式声学多普勒流速仪(Horizontal Acoustic Doppler Current Profiler,H-ADCP)在线流速监测数据基础上,运用小波分析技术提取指标流速,利用人工神经网络处理指标流速与断面平均流速的非线性映射关系,建立H-ADCP实时流量在线监测系统,利用该系统可以实时推算出三峡-葛洲坝区间断面流量,为防汛报汛和水文资料整编提供及时、准确的水文情报.     

ADP应用于黄河水文测验的探讨

Acoustic Doppler Current Profilers(ADCP)是利用声学多普勒原理进行研制的，是目前世界上最为先进的河流流速流量实时测量设备.介绍了这种设备的性能,设备装置及应用方法.在当前治黄工作对水文测验提出的高频,在线,实时的水文现代化要求下,ADCP在黄河水文测验中有着明显的应用优势,同时,支持ADCP在我国推广应用的相关技术规范需尽早出台.     

ADCP应用于黄河水文测验的探讨

Acoustic Doppler Current Profilers(ADCP)是利用声学多普勒原理设计,目前世界上最先进的一种河流流速流量实时测量设备.介绍了这种设备的性能、设备装置及应用方法.在当前治黄工作对水文测验提出的高频、在线、实时的水文现代化要求下,ADCP在黄河水文测验中有着明显的应用优势,同时,支持ADCP在我国推广应用的相关技术规范需尽早出台.     

H-ADP实时流量在线监测系统研究

三峡-葛洲坝区间由于受到水库调度影响,水流条件复杂,传统流量测验手段远远不能满足防汛报汛需求。本文在长江水利委员会水平式声学多普勒流速仪(Horizontal Acoustic Doppler Current Profiler,H-ADCP)在线流速监测数据基础上,运用小波分析技术提取指标流速,利用人工神经网络处理指标流速与断面平均流速的非线性映射关系,建立H-ADCP实时流量在线监测系统,利用该系统可以实时推算出三峡-葛洲坝区间断面流量,为防汛报汛和水文资料整编提供及时、准确的水文情报。     

ADCP在宽浅河道流量测验中使用小单元尺寸的探讨

在介绍宽带声学多普勒流速剖面仪ADCP测量河道原理的基础上,通过大量比测资料和理论分析,对宽带ADCP(简称ADCP下同)在北方宽浅河流流量测验应用中的单元尺寸和测量误差的关系进行探讨,提出了新的单元尺寸标准,拓展了ADCP的使用范围,提高了测验精度.另外,对缩小单元尺寸的理论依据进行了阐述.     

ADP在宽浅河道流量测验中使用小

在介绍宽带声学多普勒流速剖面仪ADCP测量河道原理的基础上,通过大量比测资料和理论分析，对宽带ADCP（简称ADCP下同）在北方宽浅河流流量测验应用中的单元尺寸和测量误差的关系进行探讨,提出了新的单元尺寸标准,拓展了ADCP的使用范围,提高了测验精度。别外,对缩小单元尺寸的理论依据进行了阐述.     

GPS及光纤罗经在ADCP流量测验中的应用

目前，ADCP(声学多普勒测流仪)技术已应用于高要水文站中低洪水位的河道流量测验中，但在中高洪水位时的流量测验还存在“底跟踪”失效、“磁偏”等影响ADCP测流精度的因素。为消除或减小上述因素的影响，采取外接GPS(全球卫星定位系统)、光纤罗经设备技术进行流量测验，并通过比测试验验证该方法的可行性。     

大型泵站能量特性现场测试研究

为了直接获得大型泵站运行参数,对大型泵站能量性能进行了现场测试和分析.采用五孔探针和声学多普勒流速剖面仪（ADCP）测定水泵流量,根据泵站设置的仪表读取相关数据,计算得到泵装置扬程、电动机输入功率和泵装置效率;分析流量与效率测定的精度,检验原型与模型水泵效率和泵装置效率换算方法.试验泵站五孔探针测流断面选在水泵基坑以上、叶轮前的断面.结果表明：五孔探针法测定泵装置过流断面流速分布重复性好,能够反映断面实际轴向流速分布规律,流量和效率测试精度可以控制在2.0%以内,能够满足大型泵站现场测试的要求.泵装置扬程为1.73 m时,水泵流量与泵装置效率分别为11.837 8 m3/s,55.998%,达到了设计要求.由于尺寸效应,原型水泵和泵装置效率明显高于模型效率.采用相关公式,可以根据模型效率较为准确地预测原型水泵效率和泵装置效率.     

黄河沙坡头连续弯道环流运动与冲淤特性实测数据分析

利用声学多普勒流速剖面仪、回声测深仪等测量仪器,对黄河沙坡头段连续弯道中10个典型断面的流速、水深、河床高程等进行了实测.通过分析各断面流速等值线、平面流场和近几年河床高程的变化情况.结果表明,弯道断面流场的主流分布与河床底部泥沙冲淤分布基本相一致,满足弯道水流的一般规律:凹岸冲刷,凸岸淤积.     

宽带ADCP在河流流量测验中的实用性研究

介绍了宽带ADCP的测流原理和在水文测验中的优点.通过淮滨站实际例子,说明利用宽带ADCP测流其成果具有较高的精度,并提出在宽带ADCP使用中应注意事项和操作规程.     

热膜式无线风速廓线仪

针对目前常用的压差式风速廓线仪测量误差大、移动不便等问题,设计了一种热膜式无线风速廓线仪,并在风蚀风洞中进行了标定。该测试系统可实现多点数据采集和无线传输,具有结构简单、性能可靠、便于携带安装、抗污染和测速范围宽等优点。结果表明,经过标定后的热膜式无线风速廓线仪标定误差在0.379 8 m/s以内,所测试的风速廓线呈指数分布,符合近地表风速垂直分布规律。     

基于质点振速测量的近场声全息技术

现有的近场声全息技术都是通过在声源近场测量声压来重建和预测声场,并实现声场的可视化.采用同样反映声场特征的质点振速来进行声全息计算,并推出了基于振速测量的近场声全息重建公式,通过仿真验证了该方法的正确性、可行性和有效性.通过与用声压重建的结果相比较,表明本方法的边缘重建精度高的特点;用质点振速重建可以采用更小的全息面来获得同样的重建精度.     

柴油机噪声源识别的研究

通过振动速度测量和声强测量相结合的方法对某柴油机进行了表面噪声源识别的研究。首先通过试验测量了柴油机各主要噪声辐射部件的表面振动 ,并通过合理的简化确定了辐射比 ,然后利用测量得到的表面振动速度计算了各部件辐射声功率和柴油机整机声功率 ,整机声功率计算结果和实际测量结果吻合较好 ,说明柴油机表面振动速度测量技术能够较好地用于噪声源识别的研究。     

Using an ADCP to determine canal seepage loss in an irrigation district

Seepage from earthen irrigation canals represents substantial water loss in irrigation districts. Historically, the determination of canal seepage was accomplished using the inflow-outflow method with propeller and electromagnetic type flow meters. This method was difficult, time consuming, and limited by measurement device accuracy. In recent years, advances in technology have lead to the widespread use of Acoustic Doppler Current Profilers (ADCP) for discharge measurements in streams and rivers. Even though ADCP use has become widespread for stream discharges, studies to determine canal seepage using this new technology are limited. Using an ADCP, extensive field measurements were conducted in the Middle Rio Grande Conservancy District. This paper describes the ADCP measurement protocol used to measure irrigation canal seepage and presents predictive equations for determining canal seepage based on flow rate and canal geometry.     

热敏式近地表无线风速廓线仪研究

针对常用风速廓线仪线路连接复杂、体积和功耗大、测量精度与自动化程度低且无法实现数据的实时记录与处理,致使研究退化草地近地表风速变化规律、地表粗糙度及其抗风蚀能力等诸多困难等问题,基于热敏电阻和无线传感网络技术,设计了具有体积小、功耗低、测量精度高的热敏式风速传感器和具有自动风向识别与无线数据传输功能的近地表风速廓线仪,实现了环境温度、湿度、大气压力、近地表风速等数据的自动采集、无线传输和实时处理等功能。试验表明:该风速廓线仪的旋转启动风速为3.7 m/s,风速测量范围为0~16 m/s,精度不低于0.3 m/s,最大响应时间为3 s,一次充电可连续工作7 h以上,能够准确反映近地表风速随高度的变化规律,风速廓线的指数拟合度在0.9以上;软件系统可实现对最多6个风速廓线测点的循环自动采集与处理,在射频功率最大、空中传输速率为2.4 kb/s时,35字节的数据包有效传输距离不低于500 m,6个节点完成一次数据传输所需时间不超过10 s。该系统具有功耗低、使用方便、操作简单、自动数据采集等优点,能够满足近地表风速变化规律的研究需要。     

明渠壁面粗糙度突增对紊流流速及紊动强度影响的试验研究

对壁面粗糙度突增时的明渠紊流特性进行了试验研究。利用三维超声波流速仪,测量了粗糙度突增后,不同水深情况下明渠紊流的水流方向、横向和垂向三维瞬时流速。分析了粗糙度突增对明渠紊流的影响,得到了壁面粗糙度突增后,明渠紊流的时均流速分布特点以及水流方向、横向和垂向紊动强度的沿程变化特点。     

离心泵蜗壳内部流动诱导噪声的数值计算

鉴于离心泵内部流动声场边界条件复杂,直接求解需要高昂的计算资源且数值模拟难度大,采用间接混合算法,基于CFD+Lighthill 声比拟理论对蜗壳内部流场进行声学求解．在分析离心泵蜗壳内部流场主要噪声源是偶极子的基础上,采用基于S-A模型的分离涡模拟(DES)方法进行三维非定常流场计算．提取作用在蜗壳内表面的脉动力作为偶极子声源导入声学求解器SYSNOISE5.6,采用直接边界元法(DBEM)进行内声场求解,得到偶极子声源和内声场的声压分布图．积分求得蜗壳及出口管道表面监测点的声压级大小．声场计算的结果表明：离心泵蜗壳内部流动诱导噪声源的分布与压力脉动直接相关,在主要产生压力脉动的隔舌附近,有较强的偶极子源分布,其频率特性与压力脉动相似．场点声压值与偶极子源的大小之间不是简单的线性关系,叶频下最强．用管道法进行离心泵出口流动噪声的测试是可行的,流量是声场辐射的主要影响因素之一．     

大型引黄灌区超声波流量计的改进与应用

为提高超声波流量计在大口径、高含沙引黄灌区应用过程中的计量精度,基于超声波流量计的原理,通过提高声源信号强度、减小传播衰减损失、修正温度曲线等方法对超声波流量计进行了改进．结果表明:频率为1 MHz的传感器声强强度及接收质量与05,02 MHz的传感器相比较低,信号中断严重;聚醚醚酮声导材料与聚砜声导材料相比声衰减较小;管道管径越大声衰减越大,大口径管道超声波流量计安装宜采用单声程模式;温度及泥沙等对计量精度有一定影响,且夏季侦测失败率较其他季节高;采用数字信号处理(DSP)可增加源信号处理量,缩短有效计算周期,消除由于泥沙含量变化所带来的散射声源损失;温度修正曲线能减小温度对测量精度的影响．研究结果可为大管径超声波流量计对黄河水的精确计量提供一定的技术支撑．