考虑含气量变化的浆体水击基本方程

压力波的传播速度是影响液-固两相流浆体水击压强的主要因素，而波速与管道的材料和流体的成分密切相关。本文分析了含气量对浆体水击的影响，提出了考虑含气量的浆体水击波速公式，在此基础上推导了考虑含气量变化的液-固两相流浆体水击的基本方程。     

固液两相流不稳定流方程及水击压力的计算

本文根据固液两相流的特点，推求了固液两相流不稳定流的连续方程和运动方程．并进而采用特征线法求出了计算水击压力的差分方程。在固体物料长距离输送的管道的水击计算中．不仅考虑了固液两相流的特征．而且也考虑了长距离管道摩阻大、初始压力大，水击压力波衰减及充装效应显著等特点．提高了计算精度。     

采用纵向翼形管模拟水击波速

在水击模型实验中，采用纵向翼形管是模拟水击波速的有效途径之一。为了便于确定翼缘长度，满足模型设计，本文应用结构力学方法和平面有限元方法研究了翼级长度，管壁厚度，管道半径，管材的弹模等关键参数对水击波速的影响，揭示了该结构型式的管道在内水压力作用下变形量与水击波速间的内丰规律，并将理论计算与实验结果进行了对比，两者十分吻合。     

基于EIT摩阻模型与随机摩阻模型的水击随机分析

在以往水击随机分析中,摩阻按确定量考虑,其影响往往被忽略;而实际的水击过程中,摩阻为非恒定值,为一不确定量,文中研究非恒定摩阻对随机水击波动过程的影响.从水击的基本方程出发,分别建立了基于广义不可逆热力学理论的水击随机模型(EIT摩阻模型)与含有随机摩阻项的水击随机模型(随机摩阻模型),采用矩特征线法对水击过程进行数值模拟.算例表明,与采用恒定摩阻的水击随机分析比较,本文提出的两种随机模型在计算最大水击压力值的同时,可以模拟水击压力的波动过程,而且随机摩阻模型的数值计算更为简便.     

水击基本方程的改进

本文首先指出了当前用于水击计算的数学模型中的连续性方程式在恒定流时不能成立的问题,并通过进一步的理论推导,得到了新的水击波速计算公式和新的连续性方程。新的水击波速计算公式表明水击波速并非是一个常量,它的大小随流体动能沿程变化率与压强势能沿程变化率之比的变化而变化,同时也随管道断面相对变化量与压强相对变化量之比的变化而变化。新的连续性方程改善了老方程存在的不合理现象。本文还通过对水击现象的计算比较,进一步说明了老方程的确存在不合理现象,而新方程的计算结果是合理的。最后,分析指出了当前用于水击计算的连续性方程式在恒定流时不能成立的原因所在。     

垂直上升管气-液两相流截面含气率的理论模型

本文提出了二维二速度气—液两相流含气率模型，模型考虑了两相间的滑移及含气率和流速沿流通截面的分布，对绝热流动情况下推导出了截面含气率与容积含气率之间的关系式，模型计算结果与实验结果符合较好。     

关于浆体水击压力波波速的实验研究

在浆体水击的研究中,压力波波速是一个重要参数,它不仅关系到压力的增高,管道壁厚的选择,而且关系到管道运行中泵站及阀门的启闭.本文重点分析了影响浆体水击压力波波速的因素,推导了不同条件下浆体水击压力波波速的公式,并通过实验,对公式进行了验证.     

调压室阻抗对水击压力的影响

针对阻抗式调压室不能完全反射水电站压力钢管传来的水击波的实际特性．导出了阻抗式调压室的阻抗系数和该处水击波透射系数之间的关系；以水击计算的特征线法为基础，提出了考虑调压室对水击波不完全反射时的水击压强计算方法；实例对比说明，设置阻抗式调压室时，不仅阀门处的水击压力比用常规方法计算的值高，而且引水隧洞也承受着一定的水击压力。     

考虑非恒定摩阻项的水击随机分析

现有水击随机分析中均忽略摩阻项的影响,特别是摩阻项对水击压力波动过程模拟的影响。在研究水击发生条件和影响参数随机性的基础上,建立含非恒定摩阻项的水击随机数学模型。引入矩特征线法对水击过程进行数值模拟。计算结果表明,考虑非恒定摩阻项的水击随机模型不仅可计算最大水击压力,而且能模拟水击压力波动的衰减过程。     

泽雅水库引水隧洞水击分析

本文针对用解析法求解长隧洞、小流量引水系统水击，将带来很大误差的问题，提出采用一阶有限差分特征线法数学模型进行水力计算，能较方便精确地分析计算供水系统水击压强变化及调压井波动全过程。     

空气罐对泵站水锤的防护效果研究

为了开展空气罐对泵站水锤防护效果方面的研究,以山西省长治市辛安泉工程西仵泵站为研究对象,根据水锤计算的基本原理,建立了空气罐数学模型;借助于数值模拟计算分析泵站发生停泵水锤时无阀防护、液控蝶阀与空气阀防护、液控蝶阀与空气罐防护、液控蝶阀空气阀加空气罐联合防护等工况下的水锤压力变化规律,根据分析结果,提出了利用液控蝶阀、空气阀和一定体积的空气罐对泵站水锤进行联合防护的新思路。研究过程中,将空气罐直径作为变量,以此模拟空气罐体积对水锤防护效果的影响,从而得出了液控蝶阀、空气阀加空气罐联合防护时的水锤防护效果最佳的结论。研究成果对于其他供水工程的水锤防护具有借鉴意义,可为长距离供水工程水锤防护提供新的思路与参考。     

输水管道水流对截留气团的冲击

从试验、数值计算、理论分析三方面对输水管道系统水流冲击截留气团(囊)进行了研究.试验结果表明,水流冲击截留气团的最大压力与截团在一个大气压下的初始体积占管道总体积的比例多少有关.试验与数值计算结论相符.同时指出,在无法确定输水管道系统截留气团大小时,可采用忽略摩阻的刚性水锤模型进行计算,所得结果与输水管道系统截留气团大小无关,且偏安全.     

基于改进型多目标遗传算法的含气水锤防护方案优化研究

阐述了气液两相流长距离输水系统停泵水力过渡过程的特点,对水锤防护效果影响因素进行分析,采用反问题分析法,以惯性飞轮转动惯量、进排气阀口径、单向调压塔参数及出口阀的关闭程序参数作为决策变量,以特征线法为基础,以最大水锤压力值最小和工程投资最低作为目标函数,建立数学优化模型,并采用改进型多目标遗传算法(MOGAs)对优化模型求解。工程应用表明:本数值模拟方法能得出最经济、可靠的水锤防护方案,为长距离输水系统水锤防护方案确定提供了一种新的思路。     

两相流水击模型对输送防护措施效果的计算分析

本文针对固液两相流的特点，建立了水击计算的运动方程及连续方程，并采用新方程对矿山常采用的容积泵输送中使用的储气罐、泄压阀、缓闭逆止阀等减缓水击压力的防护措施进行了计算分析，得出储气罐、泄压阀减压效果最好的结论。     

X型宽尾墩水气两相流场的数值模拟

采用VOF方法和RNGk-ε模型对X型宽尾墩三维紊流流场进行了数值模拟,利用隐式解法提高了计算速度,捕捉到了水气两相流场并完成了对流场紊流特征的正确模拟.模拟结果表明:该模拟与实测结果吻合良好,说明采用的数值模拟技术对于自由水面的模拟能力可以满足工程实践的需要.     

安装有空气阀的输水管路系统空管充水过程瞬态分析

在输水管路系统中,空气阀在预防水柱分离及再弥合水锤方面发挥着关键作用。现有空气阀的应用研究多集中于满管流状态,但对于空管充水阶段空气阀的水锤防护研究较少。为此,本文建立了空管充水过程中空气阀的数学模型,提出了一种基于改进牛顿迭代法和直接求解法相结合的求解空气阀模型的计算方法,分析了进气阀、普通进排气阀和进气微排阀3种类型的空气阀在曲折管线空管充水过程中的水锤防护效果。定量分析表明,为预防空管充水过程中出现的水柱分离及再弥合高压水锤,选择大口径进气,微量排气的空气阀最为合适。该研究对安装有空气阀的输水管路系统的空管充水瞬态分析具有一定的参考价值。     

引江补汉工程段中分层减压控制闸布置与体型研究

引江补汉工程段中控制方案将控制闸设置在 164?km 处，以避免局部段内压过高的问题，主要从水动力特性 的角度论证洞线总体布置及控制闸布置与体型的合理性。采用一、三维数学模型与物理模型相结合的复合模型 开展相关研究：一维水锤数学模型用于闸门启闭过程的全线水力过渡过程分析，通过优化计算，得到相对较优的 闸门启闭过程，同时为控制闸段的三维数模与物理模型提供边界条件；三维水气两相流数学模型与物理模型模拟 分析闸室与调流池流态与水面波动、中孔溢流面压力分布等水力指标，同时为一维数学模型提供控制闸泄流能力 曲线。结果表明：当控制中孔弧形门以先慢后快的三阶段变速率过程开启时，可将全线的最大水锤压力压值在规 程允许范围内；中孔溢流面压力分布正常，调流池内水体消能充分，下有压洞进口前沿水面波动较小，未见吸气旋 涡等不利流态。引江补汉工程工程采用段中分层减压控制的总体方案是可行的，控制闸布置与体型合理，研究方 法可供类似工程参考。     

空气阀流量特性对水锤防护效果的影响分析

针对空气阀结构特征,建立其进排气边界条件,结合工程实例,重点研究了空气阀流量系数对管道内压力波动的影响.     

水头压力及管道特性对水击波速变化的影响

把Pearsall提出的可变波速公式引入特征线法中，对二相流的水击波速在发生水击时的变化情况进行了计算分析，研究水中含有气泡的管路在水击时管道初始水头及管道特性等敏感因素对水击波速变化的影响，指出上游水头降低、相对管壁厚增加、管材弹性模量增加都会引起水击波速变化的加剧．