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水流冲击多段滞留气团的三维数值模拟 被引量：8
1
作者 卢坤铭 周领 刘静 《排灌机械工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第3期264-269,共6页
针对水气两相瞬变现象,充分考虑了水体弹性、气体可压缩性、水-气交界面的动态运动以及多段气团间相互作用,采用三维CFD方法对起伏管道内含多段滞留气团的水气两相作用进行建模和模拟,选择Standard k-ε湍流模型进行模拟研究,将三维计... 针对水气两相瞬变现象,充分考虑了水体弹性、气体可压缩性、水-气交界面的动态运动以及多段气团间相互作用,采用三维CFD方法对起伏管道内含多段滞留气团的水气两相作用进行建模和模拟,选择Standard k-ε湍流模型进行模拟研究,将三维计算结果、现有一维模型计算结果与试验结果进行对比分析,并通过水气两相分布图展现动态变化过程.结果表明:与一维模型相比,三维CFD模型能够更为准确地模拟起伏管道内瞬变压力波动,并且能够清楚描述水气掺混、耦合的动态变化.水流冲击初始两段滞留气团压力波动曲线显示,多气团间的瞬变压力并非同步变化,可能呈现多气团峰值压力交替出现的情况,这与初始气团长度密切相关.水气交界面自由变化,阻断水体长度时刻发生变化,当水体运动到管道弯曲处时会产生新的阻断水体,将气团分成若干部分. 展开更多
关键词 瞬变流 输水管道 CFD数值模拟 水气耦合 滞留气团
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压力管道中有压气囊运动的试验研究 被引量：2
2
作者 赵莉 栗金晶 +2 位作者 杨玉思 王彤 韩文生 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2023年第5期18-22,37,共6页
为探讨压力管道中滞留气囊运动引起压力振荡的影响因素,更全面地表征气囊运动的瞬态效应,区别于以往简单管道系统末端的无压气囊运动试验,以较为复杂的试验管道系统的有压气囊为研究对象,探讨了不同流量和不同气囊体积条件下气囊运动引... 为探讨压力管道中滞留气囊运动引起压力振荡的影响因素,更全面地表征气囊运动的瞬态效应,区别于以往简单管道系统末端的无压气囊运动试验,以较为复杂的试验管道系统的有压气囊为研究对象,探讨了不同流量和不同气囊体积条件下气囊运动引起的升压规律。试验结果表明:管道系统流量及气囊体积这两个单因素与气囊通过末端阀门产生的最大升压均不成线性关系,而是成上凸形抛物线关系;末端阀门的开度、气体排出引起的水体流速梯度变化、剩余气囊的缓冲作用三者共同决定最大升压值。 展开更多
关键词 压力管道 瞬变流 滞留气囊 压力振荡机理 气液两相流 水锤试验
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深隧系统多工况入流冲击滞留气团分析
3
作者 汪怡然 俞晓东 +2 位作者 刘甲春 张健 徐辉 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期685-690,共6页
深隧系统作为一种有效的城市内涝防治措施,在多竖井入流时存在气团滞留,可能引发压力振荡等问题,从而威胁系统的运行安全.依托苏州河段深隧工程,建立双竖井单隧洞深隧系统模型,采用计算流体力学方法进行数值计算,并通过模型充水试验进... 深隧系统作为一种有效的城市内涝防治措施,在多竖井入流时存在气团滞留,可能引发压力振荡等问题,从而威胁系统的运行安全.依托苏州河段深隧工程,建立双竖井单隧洞深隧系统模型,采用计算流体力学方法进行数值计算,并通过模型充水试验进行验证,分析多工况入流冲击所导致的气团滞留对压力波动的影响,并总结其规律.结果表明:在设计入流工况下,3.5%的气团滞留可导致最大压力达到35.36 m,相当于控制水位竖井静压的1.77倍;当竖井总入流量恒定时,流量分配对压力的影响较小,而对称入流时极值压力最大,比单侧入流分别偏高3%和6%;在对称入流情况下,随着总入流量的增加,气团的最大压力会先增加后趋于稳定,在总入流量为116 m^(3)/s时,相较于29 m^(3)/s时增大约30%. 展开更多
关键词 瞬变流 数值计算 深隧系统 滞留气团
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基于TFM模型的滞留气团数值模拟方法及PIV试验研究
4
作者 罗爽 陈奇 +2 位作者 刘霞 蒋劲 彭宇 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第1期50-55,共6页
为了研究有压输水管路局部高点处滞流气团的运动特性,寻求更为有效的数值模拟方法,基于双流体模型(TFM)构建滞流气团的两相瞬时流场,并与VOF模型的预测结果进行对比分析.通过粒子图像测速系统(PIV)对滞流气团局部流场的速度分布进行测量... 为了研究有压输水管路局部高点处滞流气团的运动特性,寻求更为有效的数值模拟方法,基于双流体模型(TFM)构建滞流气团的两相瞬时流场,并与VOF模型的预测结果进行对比分析.通过粒子图像测速系统(PIV)对滞流气团局部流场的速度分布进行测量,进一步验证前期构建数值模拟方法的合理性.结果表明:局部高点气团随水流下倾运动中,气团前端水流极大的速度梯度使区域流态紊乱导致气团表面张力无法维持气团形状而发生破碎;VOF模型无法模拟气液两相的相对运动,其预测出的气团运动速度要明显大于实际值;而TFM模型充分考虑了相间动量传递和相对速度的影响,能够更准确地预测滞流气团的流场速度分布和运动特性. 展开更多
关键词 粒子图像测速 滞留气团 计算流体动力学 双流体模型 多相流
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水平-竖直管道内水流冲击滞留气团的三维数值模拟研究
5
作者 卢坤铭 《水力发电》 CAS 2021年第12期60-65,共6页
水平-竖直管道内水流冲击滞留气团现象复杂且可能产生异常压力波动,本文采用三维CFD方法对其水气耦合作用过程进行建模和模拟。在考虑气团压缩性基础上,考虑了水体弹性,采用两种湍流模型(Standard k-ε、RNG k-ε)进行模拟研究,并将三... 水平-竖直管道内水流冲击滞留气团现象复杂且可能产生异常压力波动,本文采用三维CFD方法对其水气耦合作用过程进行建模和模拟。在考虑气团压缩性基础上,考虑了水体弹性,采用两种湍流模型(Standard k-ε、RNG k-ε)进行模拟研究,并将三维计算结果与实验结果进行了对比分析,研究气团长度、管壁粗糙度等参数的动态变化过程。结果表明:所采用的三维CFD模型能够较准确地模拟起伏管道内水流冲击滞留气团瞬变过程中水气形态变化和压力波动;系统最大压力随气团长度减小而增大,随入口压力增大而增大,且增值远大于系统入口压力增值;RNG k-ε湍流模型适用于长气团以及短气团、高压力入口条件,Standard k-ε湍流模型适用于短气团、低压力入口条件;管壁粗糙度对瞬态压力的影响与气团长度有关,不同压力峰值对管壁粗糙度的敏感性不同。 展开更多
关键词 瞬变流 输水管道 水平-竖直管道 CFD数值模拟 水气耦合 滞留气团
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