[发明专利]一种声学固有频率预测模型的构建方法及装置

说明书

本发明公开了一种声学固有频率预测模型的构建方法及装置，包括：获取携带流场网格的目标实体模型；根据第一负荷系数的第一进口边界参数的初始值、预设相位值、预设进口边界参数脉动幅值比例、燃烧室声学固有频率上限值、频率步长和多个预设燃烧时刻确定各燃烧时刻下第一负荷系数对应的第一进口边界参数的目标值；基于目标实体模型，第一进口边界参数的目标值，其他进口边界参数初始值，出口边界参数初始值以及约束条件构建与第一负荷系数对应的燃烧室流场数值仿真模型；对各负荷系数对应的燃烧室流场数值仿真模型进行计算，生成各负荷系数对应的声学固有频率；基于所有负荷系数和各负荷系数对应的声学固有频率构建负荷系数与声学固有频率的预测模型。

技术领域

本发明涉及燃气轮机领域，具体涉及一种声学固有频率预测模型的构建方法及装置。

背景技术

燃气轮机燃烧室的声学固有频率是燃烧室设计过程中必须重点关注的燃烧室特性参数，直接关系燃烧室可能发生热声耦合振荡燃烧的激励频率，对燃烧状态诊断和燃烧稳定性控制具有重要指导作用。

国内在役重型燃气轮机大部分是从国外的燃气轮机制造场引进，出于技术保密因素，国外燃气轮机制造商并未公开其设计的燃气轮机燃烧室的声学固有频率，不利于燃气轮机电厂运行维护人员对燃烧室内的燃烧状态进行准确判断，不能有效预防燃烧室故障的发生。

但在现有技术中，都是通过燃烧实验的方式得到燃气轮机燃烧室的声学固有频率，但此实验成本高昂，耗时较长；因此，如何能够快速、准确的得到燃气轮机的声学固有频率成为目前急需解决的问题。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的声学固有频率获取过程复杂，获取成本高昂的缺陷，从而提供一种声学固有频率预测模型的构建方法及装置。

第一方面，本发明提供了一种声学固有频率预测模型的构建方法，包括：

对预构建的燃气轮机燃烧室的实体模型进行流场网格划分，获取携带有流场网格的目标实体模型；获取与多个负荷系数中每一个负荷系数分别对应的进口边界参数的初始值和每一个负荷系数分别对应的出口边界参数的初始值，其中，进口边界参数包括多个；从多个进口边界参数中选取第一进口边界参数；根据第一负荷系数对应的第一进口边界参数的初始值、预设相位值、预设进口边界参数脉动幅值比例、待考察的燃气轮机燃烧室声学固有频率的上限值、频率步长以及多个预设燃烧时刻中的第j个燃烧时刻，确定在第j个预设燃烧时刻下第一负荷系数对应的第一进口边界参数的目标值，其中，第一负荷系数为多个负荷系数中的任一个负荷系数，j为正整数；基于目标实体模型，第一进口边界参数分别在每一个燃烧时刻下的目标值，多个进口边界参数中除第一进口边界参数之外的其他进口边界参数的初始值，出口边界参数的初始值以及预配置的约束条件，构建与第一负荷系数分别对应的燃烧室流场数值仿真模型；对每一个负荷系数对应的燃烧室流场数值仿真模型分别进行瞬态数值计算，生成与每一个负荷系数对应的声学固有频率；基于所有的负荷系数，以及与每一个负荷系数对应的声学固有频率，构建负荷系数与声学固有频率之间的预测模型。

本发明根据携带有流场网格的目标实体模型，多个负荷系数中的每一个负荷系数对应的第一进口边界参数的目标值，多个负荷系数中的每一个负荷系数对应的除第一进口边界参数之外的其它进口边界参数的初始值以及预配置的约束条件构建每一个负荷系数分别对应的燃烧室流场数值仿真模型，并对每一个负荷系数对应的燃烧室流场数值仿真模型进行瞬态数值计算，生成每一个负荷系数对应的声学固有频率，并根据所有的负荷系数，以及与每一个负荷系数对应的声学固有频率，构建负荷系数与声学固有频率之间的预测模型；通过构建的预测模型，即可得到任意负荷系数下的声学固有频率，解决了现有技术中声学固有频率获取过程复杂，获取成本高昂的缺陷，且在实际应用过程中，工作人员可随时根据燃气轮机的实际负荷工况确定任意阶对应的声学固有频率，一方面提高了操作人员的工作效率，另一方面，也提高了声学固有频率获取的便捷性，同时降低了获取成本。