一维单相流管路水锤现象的数值模拟

作者根据管路水锤现象的物理特性，依据不同边界条件建立了边界组件数学模型，采用特征线法编写了计算程序模拟管路水锤现象。计算结果表明采用特征线法可较精确描述压力波的传递过程且在计算中不会导致数值误差。     

多种防护措施联合应用的长距离输水管道水锤消除研究

针对长距离有压输水管道易发生水柱分离水锤危害,对常见水锤防护设备的特点进行了分析,主要介绍了调压塔和超压泄压阀的特点,并结合一典型输水工程案例,采用特征线法,建立水锤计算模型,对分别采用单一防护措施和多种水锤防护两种方案进行了对比研究,结果表明:多种防护措施联合应用可以很好的保证系统最大水锤升压平稳降至管道承压以内,消减管路负压,防止管路断流,消除断流弥合水锤,确保管路系统安全可靠运行.     

水锤波速不定性对水锤压力的影响

针对水锤波速存在不定性，本文采用特征线法，以简单管为例，分析了波速不定性对正水锤压力、负水锤压力及管路沿线水锤压力分布的影响     

长管道泵系统中空气阀的水锤防护特性模拟

针对长距离供水系统的特点,运用水锤理论和特征线方法,对不同管路系统进行水锤防护计算分析,并以广东省大亚湾供水系统为对象,重点对采用空气阀作为事故停泵水力过渡过程防护的可行性进行了分析与论证.计算结果表明,在特定条件下空气阀也能较好地抑制液柱分离的发生并有效地进行水锤防护.     

长距离压力输水工程水锤防护研究

水锤是影响长距离压力输水工程安全运行的一个极为重要的因素.针对长距离压力输水工程特点,采用水锤计算的特征线法,对两座长距离压力输水工程的水锤防护措施进行了分析.优化了一长距离有压重力输水工程防护水锤的蝶阀关闭过程.提出了空气阀组概念,水锤分析表明,采用空气阀组和两阶段关闭蝶阀联合作用可有效地防护长距离加压输水工程中水锤危害.     

长管道泵系统水锤计算软件的开发及应用

采用Visual Basic6.0开发了长管道多泵并联系统水锤计算的可视化软件.软件的数学模型中对水锤计算采用的是目前较成熟的特征线法,并在边界条件处理中考虑了多种可能的情况.软件可进行多台并联泵中一台或几台泵的事故停泵或正常停泵的水锤计算,并可在管线中任何位置设置几种常用的水锤防护设施并分析其水锤防护效果.另外,软件还具有计算的动态演进控制功能和计算后处理绘图功能.对广东大亚湾引水工程进行水锤计算的实例表明了该软件的实用性.     

考虑动态摩阻的水柱分离弥合水锤Godunov模型

长距离输水管道水力瞬变过程中水体压强达到汽化压强时,将会发生水柱分离现象,水柱弥合将产生异常高压,导致管路振动、变形甚至爆管事故。已有的水柱分离弥合水锤数学模型主要采用特征线法(Method of characteristics, MOC)计算,并且很少考虑动态摩阻引起的能量衰减。为提高水柱分离弥合水锤现象的计算精确度和稳定性,基于有限体积法二阶Godunov格式,建立了考虑动态摩阻的离散气体空穴模型(Discrete gas cavity model, DGCM)。为实现管道边界和内部单元的统一计算,提出虚拟边界的处理方法。将该模型模拟结果与实验数据以及已有的稳态摩阻模型的计算结果进行比较,并对网格数、压力修正系数等参数敏感性进行分析。结果表明,本模型能够准确模拟出纯水锤、水柱分离弥合水锤两种情况下瞬变压力,与实验数据基本一致;考虑动态摩阻的瞬态压力计算值与实验数据更吻合;与MOC相比,当库朗数小于1.0时,有限体积法二阶Godunov模型计算结果更准确、更稳定;尤其是,压力修正系数取值0.9及较密网格时数学模型能更为准确地再现实验结果。     

瞬态多阀调节流体过渡过程最优控制的研究

着眼于水锤发生源的主动控制 ,对于长距离输水系统的水锤现象提出了瞬态多阀调节最优控制理论 .以两阀调节 (两阀位置分别位于泵出口和管路中间位置 )为例 ,数学模拟了瞬态多阀调节的流体过渡过程 ,并结合工程实例对上述数学模拟进行了验证 ,计算结果表明该法是可行的 .     

水电站含气水锤的数学模型及工程实例

采用均匀流模型及三特征线法,在对复杂边界不作任何简化的条件下,建立了水电站含气水锤计算的数学模型及编制了相应的计算程序;并以龙滩电站为例,在允许尾水管进口发生液柱分离的条件下,对该电站水轮机进、出口进行了含气水锤的计算和分析     

陨态多阀调节流体过渡过程最优控制的研究

着眼于水锤发生源的主动控制，对于长距离输水系统的水锤现象提出了瞬态多阀调节最优控制理论．以两阀调节(两阀位置分别位于泵出口和管路中间位置)为例，数学模拟了瞬态多阀调节的流体过渡过程，并结合工程实例对上述数学模拟进行了验证，计算结果表明该法是可行的．     

Computing equations of water hammer in pseudohomogeneous solid-liquid flow and their verification

In engineering practice, single-phase water hammer models are still employed to analyze the water hammer of solid-liquid flow. According to the characteristics of solid-liquid flow, continuity equations and momentum equations of pseudo-homogeneous flows are deduced, and a pseudo-homogeneous water hammer model is thus built and verified with experiment results. The characteristics of solid-liquid flow's viscosity, resistance and wave velocity are considered in the model. Therefore, it has higher precision than a single-phase model.     

Analytic study on the optimal control of water hammer waves in pipes

To realize the accurate control of water hammer in pipes by valve stroking, based on basic differential equations of water hammer subjected to initial and boundary conditions, the traveling solution of wave equations in finite region was applied to the linear water hammer problem. With the given velocity function at the valve and the introduction of curve integration independent of integral path, the exact analytic solution of dimensionless water hammer pressure was obtained in the course of valve closing. Based on the definition of eigen wave height, optimal eigen wave height and observation time, the control goal of water hammer pressure and the judgment rule of the optimal eigen wave height were determined, then the optimal velocity function in the calculated example was derived, which can reduce the water hammer pressure maximally. According to this function, a valve closing program was set, and the optimal control of water hammer could be realized.     

流体输送管道水击载荷动力学模拟分析

在流体输送管道中，因各种原因会发生水击现象，从而对管道以及管线上的设备造成危害。为深入了解管线水击现象的产生与发展过程、压力波动及其不稳定载荷对管道结构的影响并预防水击所带来的破坏作用，用管道应力分析、设计软件CAESARⅡ建立了某输送管线突然停泵造成管线中的压力波动影响的管道动力学模型，根据水击载荷频谱分析了在水击载荷动力作用下输送管道内各关键点的位移、应力和支反力，同时进行了输送管道系统的模态分析和固有频率分析。这些结果为合理设计输送管道、管道强度设计和消除水击现象提供了参考依据。     

大型集中空调循环水系统停泵水锤成因分析及防护

从停泵时回水和供水对水泵及止回阀造成的压力脉冲角度,分析了空调循环系统水锤产生的过程和原因,指出了大型空调水系统水锤的严重危害,给出了水锤压力估算的基本方法,并从设计和运行等方面介绍了防治和消除水锤现象的措施．     

特大口径水轮机进水球阀最优动水关闭规律及数值模拟

全面系统地分析了特大口径水轮机进水球阀在直线关闭、二阶段关闭情况下的动水关闭过程,选择可能出现的最不利工况,研究进水阀前后压力及机组流量的变化过程.通过研究发现,二阶段关闭有效地降低了水轮机进水球阀的最大水击压力,但同时在拐点处引起了尾水管压力以及机组流量的波动.在此基础上,深入进行阀门内部流场整体和细部结构的数值模拟,发现球阀内部涡区分布与水击压力最大点之间的必然联系.     

给水管网水力瞬变分析（2）

继文（１）提出数值方案后,本文完成了计算程序编制,并对典型环状给水管网总管及网间管段阀门关闭的产生的水力瞬变进行了计算分析。结果表明：阀门阀后管段中的关闭水狂较管网其它管段裂大得多;按本文计算所用的阀门特性,水遥压力急剧上升时的阀门开度低于２％,控制好此后的关闭过程对降低水狂有利;延长给水总管阀门关闭时间有利于降低关闭瞬间水锤,本文人有良好的收敛性,可用于实际进行工程问题分析。     

高扬程取水泵站水柱分离与断流弥合水锤防护措施

高扬程取水泵站容易发生多处水柱分离和严重的断流弥合水锤危害.结合工程实例,探讨了在事故停泵水锤过程中,注气阀、单向注水装置等水锤防护措施的作用机理,且按水锤基本理论选用了布置方法,建立了单向注水装置边界条件数学模型,并对泵站各种工况下的停泵水锤进行了计算和对比分析.结果表明,对于高扬程取水泵站,合理布置和设计注水装置可以有效地控制水柱分离和断流弥合水锤.     

给水管网水力瞬变分析（1）

以流体瞬变流理论为基础,应用特征线法,导出了供水管网水锤分析数值求解方案,并采用幂律处理水力摩阻问题以适应输送不同性总而言之 液体的管网分析。按文中数值公式编制的计算机程序为包含泵、水池、水塔及多分支管结在内的复杂管网的水力瞬变分析提供了有用的工具。     

基于MATLAB的长距离输水管道水锤防护

利用特征线方法的基本原理,将水锤基本微分方程转化为便于计算机运算的有限差分方程式,并利用C＋＋语言编制计算机程序。通过MATLAB的图形显示功能对水锤暂态过程数值模拟的试验数据进行研究,采取较优的水锤防护措施。