[发明专利]一种结合计算力学和现场监测的拦网工作状态监测预警方法

说明书

本发明提供了一种结合计算力学和现场监测的拦网工作状态监测预警方法，属于拦网工作状态监测技术领域。本方法通过港工设计标准，将拦网工作环境中的各种载荷进行分类，并将拦网受到的各种载荷转化到拦网的主绳。通过计算力学的方法对载荷转化后的拦网主绳进行迭代求解，并引入拦网主绳的几何约束条件，从而求解出拦网在各种单一环境载荷或组合环境载荷的作用下拦网主绳的张拉形状，所关注点处的拉力。选取各段拦网的历史监测数据进行比对分析；确定拦网系统在各种载荷作用下的工作强度极限，并划分拦网系统工作可靠性的安全等级，确定各段拦网的报警值和风险矩阵，实现对拦网工作状态的预警并为拦网合理的维护提供依据。

技术领域

本发明属于拦网工作状态监测技术领域，特别是涉及一种结合计算力学和拦网现场监测技术的拦网工作状态监测预警方法。

背景技术

核电站和其他沿海发电厂抽取海水，作为冷源对机组进行冷却，取水口安全可靠的取水，对发电厂的生产运行至关重要。对取水口的拦网进行监测和预警是冷源保障的一项重要工作。然而，在拦网监测系统中，拦网工作可靠性等级的科学划分和拦网工作可靠性预警，是核电站取水口拦网系统监测工作中最为关键和核心的内容。

目前，一般的工程结构可靠性分析计算的主要依据和方法有：工程结构失效标准和结构的安全设计等级，各种作用效应和结构抗力变异性分析，概率模式和极限状态设计方法，以及工程结构材料和构件的质量控制与检验方法等。针对不同的工程结构，每种方法各有特点，对于某些特定问题都获得了比较成功的应用。但是，核电站取水口拦网拦污工程目前尚处于工程探索阶段,没有相应的设计技术规程或规范可循,目前虽然已有工程应用，但是只是在已有的工程经验基础上进行安装和维护，由于缺乏相应的拦网工作可靠性监测预警方法，导致取水口拦网的维护和使用比较盲目，没有比较得当的技术措施和应对不同工况下的策略。

因此，有必要提出一套切实可行的方法，对核电站拦网系统的工作可靠性等级进行划分并对拦网系统工作可靠性预警，以此结合核电站取水口拦网监测预警系统来对核电站取水口拦网采取合理的技术措施进行维护和制定不同载荷工况下的应对策略。

由于拦网的安装随机性和工作状况的复杂性，存在诸多无法确定的因素，加之海浪、潮汐、局部流场、海生物附着量等参数随时间(随机)变化，使得核电站取水口拦网的工作可靠性等级无法通过实验实测和直接数值仿真分析获得，对拦网系统工作可靠性的预警工作更是无法进行。

目前，尚没有针对水下拦网、渔网等柔性网状结构的有限元仿真模拟。因此，从计算力学的角度出发，对拦网全场载荷进行转化，再通过合理的数学计算分析，计算出每段拦网测点处的拉力值，将计算值与现场监测值进行比对分析处理，结合历史监测数据确定拦网工作可靠性等级，并以此为基础实现对拦网工作状况的监测预警，为拦网的正常工作与维护提供科学的依据与策略。

发明内容

为了建立合理可行的核电站取水口拦网工作可靠性的监测预警方案，本发明提供了一种基于计算力学和现场监测的拦网工作状态监测方法，通过一些港工设计标准，将拦网工作环境中的各种载荷进行分类，并将拦网受到的各种载荷转化到拦网的主绳。通过计算力学的方法(虚位移和虚功原理)，建立相应的计算格式，对载荷转化后的拦网主绳进行迭代求解，并引入拦网主绳的几何约束条件，从而求解出拦网在各种单一环境载荷或组合环境载荷的作用下拦网主绳的张拉形状，所关注点(拉力监测点)处的拉力。另外，由于无法进行实验测试，因此选取各段拦网的历史监测数据进行比对分析，在同一段拦网的历史监测数据中挑选各种载荷工况下的拦网拉力监测数据，控制单一变量，由此修正各段拦网载荷转化模型确定各网的计算参数；另外，确定拦网系统在各种载荷作用下的工作强度极限，并划分拦网系统工作可靠性的安全等级，确定各段拦网的报警值和风险矩阵，实现对拦网工作状态的预警并为拦网合理的维护提供依据。

本发明的技术方案：

一种结合计算力学和现场监测的拦网工作状态监测预警方法，所用的系统包括拦网现场监测系统、监测系统数据库、载荷转化模块、计算分析模块、模型修正模块、监测预警模块；