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有压管道的非恒定摩阻模型 被引量：12
1
作者 江春波 焦云乔 李丹 《清华大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期346-350,共5页
在有压管道水击计算中,传统准恒定摩阻模型不能准确描述快速瞬变流动过渡过程。该文介绍在快速瞬变流数值模拟中应用最为广泛的两类非恒定摩阻模型:物理理论基础模型和准恒定流经验修正模型,前者以引入历史速度权函数为特点,后者考虑非... 在有压管道水击计算中,传统准恒定摩阻模型不能准确描述快速瞬变流动过渡过程。该文介绍在快速瞬变流数值模拟中应用最为广泛的两类非恒定摩阻模型:物理理论基础模型和准恒定流经验修正模型,前者以引入历史速度权函数为特点,后者考虑非恒定流加速度对摩阻项的影响。该文比较了两类非恒定摩阻模型的优缺点、适用范围以及研究发展方向和待解决问题等,得出的结论是物理理论基础模型对于快速瞬变层流过渡过程有较好的应用性;经验修正模型则适用于高R e紊流快速瞬变过渡过程。 展开更多
关键词 非恒定摩阻模型 瞬变流 水力过渡
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水锤计算中摩阻的处理方法综述 被引量：4
2
作者 余代广 《水电站设计》 2004年第2期3-6,共4页
管道流体摩擦引起两个问题 :数值计算上摩阻项的 (显 )隐式有限差分近似 ;(非恒定 )摩阻引起的水锤波衰减。后者一直未得到合理解释。本文先总结传统的在拟恒定假设基础上对摩阻的处理 ,再着重阐述国外对瞬变流下的非恒定摩阻问题的研... 管道流体摩擦引起两个问题 :数值计算上摩阻项的 (显 )隐式有限差分近似 ;(非恒定 )摩阻引起的水锤波衰减。后者一直未得到合理解释。本文先总结传统的在拟恒定假设基础上对摩阻的处理 ,再着重阐述国外对瞬变流下的非恒定摩阻问题的研究进展 。 展开更多
关键词 水锤 摩阻 瞬变流 非恒定摩阻模型 数学模型
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有压管道瞬变流的非恒定摩阻模型改进
3
作者 黄海 郭鹏程 +2 位作者 颜建国 徐燕 李江 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期80-89,共10页
有压管道流动系统运行中经常发生水锤现象,极易导致爆管甚至人员伤亡,因此准确预测有压管道内的水锤现象对于保证系统安全运行具有重要意义。在有压管道内的水锤模拟中,以ZIELKE摩阻模型为代表的基于加权函数的非恒定摩阻模型能够描述... 有压管道流动系统运行中经常发生水锤现象,极易导致爆管甚至人员伤亡,因此准确预测有压管道内的水锤现象对于保证系统安全运行具有重要意义。在有压管道内的水锤模拟中,以ZIELKE摩阻模型为代表的基于加权函数的非恒定摩阻模型能够描述有压管道瞬变流中的摩阻效应,但存在计算效率低下的问题。为提高计算效率,该研究提出了“先分段,后整体”的两阶段最小二乘拟合方法,建立了包含19个指数项的近似加权函数,并与已有近似加权函数进行对比,同时开展关阀水锤试验,对比了建立的摩阻模型与已有模型的计算效率和精度。结果表明,该研究建立的近似加权函数能够很好地拟合ZIELKE加权函数,其与ZIELKE加权函数的相对百分比误差近似为0;且其适用范围更宽,能够对无量纲时间在t∈[10-9,∞)范围内的非恒定流进行有效模拟。在计算精度方面,建立的模型与ZIELKE模型在阀门和中点处水头的最大相对百分比误差较小,分别为0.17%和0.15%,与URBANOWICZ模型的表现基本相同;在计算效率方面,建立的模型能够使ZIELKE模型计算效率提升约90%,能够使URBANOWICZ模型计算效率提升约30%。该研究建立的模型在适用范围、计算精度和计算效率方面具有较好的综合表现,能够在保证较宽适用范围和较高计算精度的前提下,提升计算效率。研究可为有压管道瞬变流的准确高效模拟提供理论支撑与参考。 展开更多
关键词 瞬变流 水锤 管道 非恒定摩阻模型 加权函数
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液体管道高频水力瞬变过程的数值模拟 被引量：3
4
作者 岑康 李长俊 《给水排水》 CSCD 北大核心 2009年第S2期346-349,共4页
目前在液体管道高频水力瞬变分析中,人们通常采用经典的拟稳态摩阻模型进行分析。但这种方法针对管壁切应力具有拟稳态特性的缓慢瞬变的分析是可行的,而对高频瞬变流动过程而言却不能准确预测水击压力波具体的衰减过程以及出现的波形畸... 目前在液体管道高频水力瞬变分析中,人们通常采用经典的拟稳态摩阻模型进行分析。但这种方法针对管壁切应力具有拟稳态特性的缓慢瞬变的分析是可行的,而对高频瞬变流动过程而言却不能准确预测水击压力波具体的衰减过程以及出现的波形畸变现象。介绍了一种新的考虑瞬时加速度对高频水力瞬变过程影响的非恒定摩阻模型,并结合特征线法给出了其数值解法,最后通过实例验证了该模型能比经典的拟恒定摩阻模型更为准确地模拟液体管道中高频瞬变流压力波的衰减和波形畸变。该模型对计算机的要求和计算耗时与经典的拟稳态摩阻模型相差不大,是一种具有良好工程应用潜力的液体管道高频瞬变分析数学模型。 展开更多
关键词 液体管道 高频瞬变流 瞬变分析 非恒定摩阻模型 数值模拟
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非恒定摩阻的TVD格式数值模拟水击衰减研究 被引量：9
5
作者 范晓丹 刘韩生 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第3期55-62,共8页
传统拟恒定摩阻模型的TVD格式虽能精确捕捉水击压力峰值,但无法准确描述水击波衰减和畸变过程,这对管线设计及管理十分不利,因此考虑非恒定摩阻的TVD格式值得深入研究。本文基于Brunone的IAB经验摩阻模型,结合Sweby的TVD格式给出了一维... 传统拟恒定摩阻模型的TVD格式虽能精确捕捉水击压力峰值,但无法准确描述水击波衰减和畸变过程,这对管线设计及管理十分不利,因此考虑非恒定摩阻的TVD格式值得深入研究。本文基于Brunone的IAB经验摩阻模型,结合Sweby的TVD格式给出了一维水击方程新的数值解法,将其运用到经典模型试验和工程实例中,并与传统拟恒定摩阻模型TVD格式和非恒定摩阻模型的特征线法的模拟效果进行对比分析。计算结果表明:考虑非恒定摩阻的TVD格式可以更加准确地捕捉水击波各周期压力峰值衰减和畸变的全过程,且模拟偏差随时间增加无增大趋势。其中各周期压力峰值捕捉误差不超过3%,相位偏移不超过0.5弧度,计算精度显著提高。该模型计算耗时和传统模型相差不大,具有良好的工程应用潜力和研究价值。 展开更多
关键词 非恒定摩阻 TVD格式 水击 数值模拟 IAB摩阻模型
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瞬变流中加权类动态摩阻模型的二阶近似求解 被引量：8
6
作者 刘静 周领 +1 位作者 曹波 刘德有 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第4期55-61,共7页
与稳态摩阻模型相比,加权类动态摩阻模型充分考虑水力瞬变过程中速度历史和加速度对切应力的影响,从而能较准确描述压力衰减,被认为是一维水锤模拟中最为精确的数学模型。由于卷积积分项的复杂性以及一阶精度可满足大部分水锤问题,加权... 与稳态摩阻模型相比,加权类动态摩阻模型充分考虑水力瞬变过程中速度历史和加速度对切应力的影响,从而能较准确描述压力衰减,被认为是一维水锤模拟中最为精确的数学模型。由于卷积积分项的复杂性以及一阶精度可满足大部分水锤问题,加权类动态摩阻模型的求解均是基于特征线法的一阶格式。为了提高模拟精度,本文尝试推导出卷积积分项的特征线法二阶近似求解格式,并通过实验数据验证其准确性。计算分析表明,与二阶近似求解格式相比,一阶求解格式存在计算误差,且随着计算网格长度、流体流速和黏滞性的增大而增大。 展开更多
关键词 瞬变流 水锤 加权类动态摩阻模型 二阶近似求解 计算误差
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水力瞬变中动态摩阻的改进加权类模型 被引量：5
7
作者 周领 刘静 +2 位作者 欧传奇 钱苏平 卢坤铭 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2022年第2期164-169,187,共7页
有压输水管道系统中,由于阀门的启闭或水力元件的不当操作等因素常会发生水锤现象,从而可能会影响水力系统的正常运行甚至发生危险事故.因此,针对上述管道水锤现象进行有效的数值模拟预测具有重要意义.在管道水力瞬变过程模拟计算中,Zie... 有压输水管道系统中,由于阀门的启闭或水力元件的不当操作等因素常会发生水锤现象,从而可能会影响水力系统的正常运行甚至发生危险事故.因此,针对上述管道水锤现象进行有效的数值模拟预测具有重要意义.在管道水力瞬变过程模拟计算中,Zielke提出的加权动态摩阻模型可以较好地模拟压力波动过程,是一维水锤模拟中计算结果最接近试验值的数学模型.由于加权函数与历史流速及历史加速度相关,模型计算时需保存每一时步的流速值,占用计算机内存大,故计算效率较低.为提高模型计算效率,尝试利用Matlab的LSQNONLIN函数模块对Zielke加权函数进行3个指数函数之和型式的近似拟合,得到新的近似加权函数的各系数值,并通过与Zielke加权函数曲线及已有的改进加权函数曲线对比验证新函数的优越性,以及利用试验数据验证新模型的准确性和高效性.结果表明,模型在一定程度上提高了加权类动态摩阻模型的计算效率. 展开更多
关键词 瞬变流 水锤 加权类动态摩阻模型 加权函数 拟合
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液体管道水力瞬变分析模型的适应性研究 被引量：1
8
作者 岑康 李长俊 +1 位作者 李强 王海军 《油气储运》 CAS 北大核心 2010年第5期337-341,共5页
将液体介质管道水力瞬变分析模型分为拟稳态摩阻模型和非恒定摩阻模型,选用Vardy&Brown非恒定摩阻模型与经典的拟稳态摩阻模型,对不同管长情况下的瞬变流动过程进行数值模拟,分析比较了两类模型模拟计算得到的摩阻和水击压头的变化... 将液体介质管道水力瞬变分析模型分为拟稳态摩阻模型和非恒定摩阻模型,选用Vardy&Brown非恒定摩阻模型与经典的拟稳态摩阻模型,对不同管长情况下的瞬变流动过程进行数值模拟,分析比较了两类模型模拟计算得到的摩阻和水击压头的变化规律,进而研究了模型的适应性。 展开更多
关键词 液体管道 瞬变分析 拟稳态摩阻模型 非恒定摩阻模型 适应性
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