按照山西省科学技术厅《关于2022年度山西省科学技术奖提名工作的通知》要求，现将我校吴嵌嵌作为第三完成人的申报项目进行公示。公示期自即日起7个工作日，为2022年4月24日至2022年5月5日。公示期内对公示内容持有异议的，请以书面方式实名向科研处反映，并提供必要的证据材料。凡匿名、冒名和超出期限的异议不予受理。
公示详细内容如下：
一、项目名称：水电站机组-厂房耦联结构过渡过程动力系统建模及瞬态振动响应机制研究
二、提名者及提名意见
提名者：太原理工大学
提名意见：同意提名山西省科学技术奖自然科学二等奖。
三、项目简介：
本项目属水电站系统工程范畴。水电站在电力系统中承担调峰、调频、调相、事故备用等作用，开机、关机、增减负荷及甩负荷等工况极为常见且不可避免，由此导致的水电站机组-厂房结构在过渡工况下振动日益突出。该项目在国家重点研发计划项目、国家自然科学基金面上项目、国家自然科学基金青年项目以及国家重点实验室开放基金项目的支持下，围绕水电站机组-厂房结构耦联模型构建及其在各典型及常见过渡工况下结构瞬态振动机制分析开展深入研究，取得系列创新成果：
（1）水电站水力发电系统水-机-电-结构耦联动力学模型
创建了过渡工况下水电站水力发电系统水-机-电-结构耦联动力学模型。面向水电站机组及厂房结构运行安全稳定性与故障诊断识别需要，将水力发电系统水-机-电耦联过渡过程与机组-厂房结构振动有机结合，提出了一种瞬态运行条件下水力、机械、电磁等动态参数变化与水电站水力发电旋转机械及土建支撑结构动态响应实时互联的研究方法，有效揭示水力发电系统于开机、突增负荷等过渡工况运行过程中蕴含的非线性振动响应机制。
（2）水电站核心水力振源尾水管涡带压力脉动数学表述
建立了一种基于多因素考量的水电站过渡工况核心水力振源模型。基于流体动力学理论，结合尾水管涡带在不同工况下的形成规律，建立了适用于不同运行工况条件下的尾水管偏心涡带压力脉动数学表述，确保对涡带频率、涡带振幅、涡带偏心距等时变核心要素与压力脉动的准确关联与有效体现，以支撑水-机-电-结构耦联动力学模型分析在水电站核心水力激励源方面的创建。
（3）水电站水轮机特性曲线拓展及重构技术
提出了一种基于工程经验和径向基神经网络的水轮机综合特性曲线拓展及重构技术。以传统水轮机特性曲线拓展方法对已知区域数据的延拓为基础，利用径向基神经网络在建立并无限逼近所需水轮机单位流量、单位转速、导叶开度和水轮机效率所对应的任意非线性映射方面优势，提出将传统工程经验与现代神经网络相融合的技术手段，充分提高水轮机特性曲线的拟合精度，为水轮机过渡过程计算获取可靠有效的流量及效率数据提供快速与准确方法。
5篇代表性论著中2篇发表在行业顶级期刊（Q1），被Mechanical Systems and Signal Processing、Renewable Energy、Applied Energy、Journal of Sound and Vibration、Nonlinear Dynamics、水力发电学报、振动与冲击等国内外高水平期刊大量引用与评述。
四、客观评价
本项目成功搭建了水力发电系统水-机-电过渡过程与机组-厂房结构振动的桥梁，建立了水电站核心旋转机械与土建结构在瞬态运转条件下的耦联动力学模型，并对其典型过渡工况下的振动特性进行细致分析与研究。本项目研究成果对推动水力机械及系统学科重要分支——水电站机组及厂房结构运行稳定性，由稳态层面向瞬态层面转变和迈进做出了积极贡献。在此基础上，取得了一系列重要的原创性成果：5篇代表性论文发表在Mechanical Systems and Signal Processing 1篇、Nonlinear Dynamics 1篇、Archive of Applied Mechanics 2篇，振动与冲击 1篇，论文他引总计113次，单篇他引最高34次。本项目对水电站机组-厂房结构在过渡工况下的动力响应分析提供合理可靠的模型与研究方法具有重要意义。
五、代表性论文专著目录
1.Zhang Leike, Wu Qianqian, Ma Zhenyue, Wang Xueni. Transient vibration analysis of unit-plant structure for hydropower station in sudden load increasing process. Mechanical Systems and Signal Processing. 2019, 120: 486-504.
2.Wu Qianqian, Zhang Leike, Ma Zhenyue. A model establishment and numerical simulation of dynamic coupled hydraulic-mechanical-electric-structural system for hydropower station. Nonlinear Dynamics, 2017, 87(1): 459-474.
3.Zhang Leike, Ma Zhenyue, Wu Qianqian, Wang Xueni. Vibration analysis of coupled bending-torsional rotor-bearing system for hydraulic generating set with rub-impact under electromagnetic excitation. Archive of Applied Mechanics, 2016, 86(9): 1665-1679.
4.Zhang Leike, Ma Zhenyue, Song Bingwei. Dynamic characteristics of a rub-impact rotor-bearing system for hydraulic generating set under unbalanced magnetic pull. Archive of Applied Mechanics, 2013, 83(6): 817-830.
5.张雷克, 马震岳. 不平衡磁拉力作用下水轮发电机组转子系统碰摩动力学分析. 振动与冲击, 2013, 32(8): 48-54.
六、主要完成人情况
排名 | 姓名 | 工作单位 | 技术职称 | 主要贡献 |
1 | 张雷克 | 太原理工大学 | 副教授 | 研究思路的提出、试验设计和结果分析的完成者，是开展水电站机组-厂房耦联结构在瞬态工况下振动分析的主要贡献者，研究论文的撰写者与定稿者。是代表性论著1、3、4的第一作者和通讯作者，代表性论著2的通讯作者，代表性论著5的第一作者。是国家自然科学基金青年项目（51709196）和国家重点实验室开放基金项目（LP1722）的项目负责人。 |
2 | 马震岳 | 大连理工大学 | 教授 | 研究方案制定、试验统筹安排、结果分析的主要指导者，是创建水电站水-机-电-结构耦联动力学模型学术思想的主要贡献者，研究论文的修改者。是代表性论著1、2的第三作者，代表性论著3、4的第二作者，代表性论著5的通讯作者。是国家自然科学基金面上项目（51379030）、（51079020）和国家重点研发计划（2016YFC0401900）子课题项目的项目负责人。 |
3 | 吴嵌嵌 | 三江学院 | 讲师 | 程序编制、计算实施与结果分析的主要执行者，是开展水电站水-机-电-结构耦联动力学模型创建的主要贡献者，研究论文的修改者。是代表性论著1的第二作者，代表性论著2的第一作者，代表性论著3的第三作者。 |
4 | 王雪妮 | 太原理工大学 | 讲师 | 负责项目数据整理、分析，是创建水电站机组-厂房耦联结构核心水力振源尾水管涡带压力脉动模型的主要参与者，研究论文的修改者。是代表性论著1、3的第四作者。 |
七、完成人合作关系说明
（1）第1完成人太原理工大学张雷克：曾在大连理工大学建设工程学部水利工程学院硕博连读（2007-2014年），导师为本项目第2完成人马震岳教授，研究课题关于水电站机组及厂房结构的振动特性。
（2）第2完成人大连理工大学马震岳：大连理工大学建设工程学部水利工程学院教授，是本项目第1完成人张雷克于大连理工大学攻读博士学位期间导师。张雷克毕业后，双方围绕该专题合作研究至今。
（3）第3完成人三江学院吴嵌嵌：曾在大连理工大学建设工程学部水利工程学院硕博连读（2008-2017年），导师为本项目第2完成人马震岳，与本项目第1完成人张雷克归属同一课题组，是张雷克开展相关研究的重要合作者及项目的主要骨干。吴嵌嵌毕业后，双方围绕该专题合作研究至今。
（4）第4完成人太原理工大学王雪妮：曾在大连理工大学建设工程学部水利工程学院硕博连读（2007-2016年），作为项目组核心成员，与第1完成人张雷克共同承担国家自然科学基金和国家重点实验室开放基金项目的工作。
八、知情同意证明
无
联系人：李璐；联系电话：52897028
附件：
《关于2022年度山西省科学技术奖提名工作的通知》.pdf
科研处
2022年4月24日