| 学科专业评审组： | 动力电气组 | | 项目名称： | 大型水轮机空化精准识别与调控关键技术及应用 |
| 提名单位： | 中国水利水电第三工程局有限公司 |
| 提名等级： | 一等奖 |
| 提名单位意见： | 在新型电力系统加速构建、风光新能源大规模并网的形势下，水电机组需更频繁、更快速响应调峰调频任务，导致机组内部空化问题及其危害日益突出。水轮机空化具有隐蔽性强、破坏性大等突出特征，是长期困扰水电行业的重大顽疾，严重影响我国水电的安全稳定运行与高质量发展。西安理工大学冯建军教授团队长期依托国家级科技项目和国家重大需求，直面空化诊断精度不足、危害程度缺乏定量评价、主动抑制手段匮乏等技术难题，首创了多维信号协同感知方法，显著提升了水轮机空化状态辨识的准确性与可靠性；建立了多源水力激振信号融合的稳定性定量评价体系，填补了空化危害分级的技术空白；发明了基于轴面流速控制与叶片表面压力场调控的仿生优化设计方法，实现了空化抑制与能量性能的协同提升，使大修周期延长一倍以上。成果拥有完全自主知识产权，已获授权发明专利45项，发表SCI论文110余篇。项目成果已在白鹤滩、大藤峡、大古及阿根廷Cepernic等近20座国内外大型电站推广应用，创造了显著的经济社会效益，有力推动了我国大型水轮机技术的进步，为保障国家能源安全和水电装备自主可控作出了突出贡献。提名材料齐全、规范，经完成单位公示，无知识产权纠纷，人员排序无争议，符合陕西省科学技术奖提名条件。 |
| 客观评价： | 
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| 应用情况和效益： | 
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| 主要知识产权目录： |  |
| 主要完成人： | - 姓名：冯建军
排名：1
行政职务：无
技术职称：教授
工作单位：西安理工大学
完成项目时所在单位：西安理工大学
对本项目技术创造性贡献：（1）对第1、2、3、4项技术发明点做出了创造性贡献；（2）研发了空化流动多尺度双向强耦合算法，发明了基于轴面流速控制和仿生学方法的仿生叶片型线重构方法，提出了以叶片表面压力场精准调控为核心的间隙空化仿生学主动抑制方法，从根源上遏制压力骤降诱发的空化；构建了水轮机空化“声-振-压”多维感知网络，提出了二次模态分解与多元无阈值递归量化改进算法。
- 姓名：罗兴锜
排名：2
行政职务：全国重点实验室执行主任
技术职称：教授
工作单位：西安理工大学
完成项目时所在单位：西安理工大学
对本项目技术创造性贡献：（1） 对第2、3、4项技术发明点做出了创造性贡献；（2）系统解析了间隙泄漏涡诱发空化的物理机制及其随工况转换的动态演化规律，自主研制了高精度多模态水力激振信号同步测试系统，提出了激振信号自适应映射方法，发明了基于多维协同表征的水力机械空化特征提取方法。
- 姓名：季斌
排名：3
行政职务：无
技术职称：教授
工作单位：武汉大学
完成项目时所在单位：武汉大学
对本项目技术创造性贡献：（1）对第1、2项技术发明点做出了创造性贡献；（2）发明了一种考虑可压缩效应的多尺度强耦合空化计算方法，实现了复杂空化流动多尺度演化、空泡溃灭冲击的高保真预测；揭示了水轮机内部涡-湍流-空化多场耦合动力学特性。
- 姓名：郭鹏程
排名：4
行政职务：处长
技术职称：教授
工作单位：西安理工大学
完成项目时所在单位：西安理工大学
对本项目技术创造性贡献：（1）对第1、2项技术发明点做出了创造性贡献；（2）揭示了涡-湍流-空化多场耦合致灾机理，建立了水轮机叶道涡、尾水管涡带等空化流动特性与机组稳定性的定量关联；系统解析了间隙泄漏涡诱发空化的物理机制及其随工况转换的动态演化规律，揭示了转轮内部多尺度复杂涡结构的时空演变机制。
- 姓名：朱国俊
排名：5
行政职务：无
技术职称：副教授
工作单位：西安理工大学
完成项目时所在单位：西安理工大学
对本项目技术创造性贡献：（1）对第2、3、4项技术发明点做出了创造性贡献；（2）构建了适应不同空化演化阶段的多特征融合评价指标，创建了不同空化阶段水轮机稳定性恶化程度的逐级定量评价方法；创建了综合主成分分析和逼近理想解排序的水轮机稳定性定量评价方法，融合多源水力激振信号特征形成了水轮机稳定性定量评价指标。
- 姓名：王凯
排名：6
行政职务：无
技术职称：教授
工作单位：西安理工大学
完成项目时所在单位：西安理工大学
对本项目技术创造性贡献：（1）对第2项技术发明点做出了创造性贡献；（2）解析了转轮内部多尺度涡结构的时空演变机制，揭示了水轮机内部涡-湍流-空化多场耦合动力学特性，构建了跨模态特征深度融合的空化多维度智能诊断技术。
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| 主要完成单位情况： | - 单位名称：西安理工大学
单位贡献：作为第一完成单位，西安理工大学完成了本项目主要技术发明点3、4中的全部工作以及发明点1和2中的部分工作，其中包括：（1）发明了基于空化结构动态特征的水轮机运行稳定性判据技术，阐明了水轮机内空化体积脉动二阶导数是高振幅压力脉动诱发的关键内因；（2）发明了基于轴面流速控制和仿生学方法的仿生叶片型线重构方法，显著提升了水力效率与疲劳寿命；发明了以叶片表面压力场精准调控为核心的间隙空化仿生学主动抑制方法，降低泄漏涡的驱动力并提高涡核中心压力，使泄漏量和泄漏涡强度分别下降了5.9%和7%，叶片表面空泡体积下降了44%，从根源上遏制叶片空化；（3）发明了空化“声-振-压”多维信号协同感知方法，融合跨模态空化特征建立了水轮机空化多维度精准诊断技术，突破了原型水轮机空化初生缺乏实时识别与超前预警手段的关键瓶颈，为复杂工况与强噪声背景下水轮机空化实时监测提供了兼具高精度、强抗噪与多物理场耦合分析能力的立体化诊断方案；（4）构建了对空化高敏感的多特征融合评价指标，发明了融合多源水力激振信号的水轮机运行稳定性定量评价方法，攻克了多源异构激振信号难以有效融合的难题，解决了空化灾变失稳程度无法综合定量评价的难题。
- 单位名称：武汉大学
单位贡献：武汉大学完成了本项目主要技术发明点1、2中的部分工作，其中包括：（1）建立了空化流数值模拟误差的量化计算方法，实现了空化模拟结果可信度评价由定性向定量的跨越，发明了考虑可压缩效应的欧拉-拉格朗日水轮机多尺度空化流动模拟方法，突破了传统均相流模型对微小尺度空化的模拟局限和不可压缩方法的约束，大幅提高了水轮机内部空化流动的预测精度；（2）系统解析了间隙泄漏涡诱发空化的物理机制及其随工况转换的动态演化规律，明确了“泄漏涡加剧湍流-湍流促进空化-空化激化涡结构失稳与湍流脉动”的闭环动态过程，揭示了转轮内部多尺度复杂涡结构的时空演变机制。
- 单位名称：浙江富安水力机械研究所有限公司
单位贡献：浙江富安水力机械研究所有限公司完成了本项目主要技术发明点2中的部分工作：浙江富安水力机械研究所有限公司与西安理工大学开展了密切的技术合作，综合自身的水力机械试验优势与西安理工大学在本项目中提出的基于轴面流速控制的空化抑制技术相结合，研发了大量性能优异的水轮机水力模型，并进行了相关的模型试验，实现了水轮机空化和能量性能的协同提升，为本项目技术发明成果的推广应用做出了贡献。
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| 完成人合作关系说明： | 完成人合作关系说明：1
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