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公开(公告)号：CN118364594B
公开(公告)日：2024-12-24
申请号：CN202410335384.6
申请日：2024-03-22
Applicant: 河海大学
IPC: G06F30/18 , G06F30/28 , G06F111/10 , G06F113/08 , G06F113/14 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开了上下波动管道内水流快速挤压多个气柱的数值模拟方法，首先，考虑到全部水体的可压缩性和管壁弹性，建立了特征线控制方程；接着，创建管道计算网格，以计算水体内部节点和各边界处的水头与流量；随后，对微段水体的水、气界面进行简化处理，引入了“弹性网格”假设。最后，通过对计算结果的处理，将其与实验和模拟结果进行对比验证。本发明引入了基于“弹性网格”模型的弹性水锤模型，以模拟上下波动管道系统内的水流快速挤压多个气柱问题，简化了局部网格插值格式下管道水、气界面处的计算方法，可以用于水、气界面的动态定位，既避免了局部网格插值的弹性水体模型在水、气界面定位时的繁琐和复杂，又可达到差异极小的计算精度。
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公开(公告)号：CN113674865A
公开(公告)日：2021-11-19
申请号：CN202110987288.6
申请日：2021-08-26
Applicant: 佳木斯大学附属第一医院 , 河海大学
IPC: G16H50/50 , G06F30/28 , G06F119/14 , G06F113/08 , G06F111/10
Abstract: 本发明公开了一种基于瞬变特性的心血管系统数据平台内置处理方法，包括如下步骤：构建考虑动态摩阻和管壁粘弹性的心血管系统血液流动瞬变方程；建立计算网格，根据特征线法将双曲偏微分方程组转化为常微分方程组，积分得到特征线方程；求解血管壁迟滞应变对时间的偏微分；将Kagawa动态摩阻模型和偏微分引入特征线方程；考虑边界条件，得出并处理计算结果。本发明采用一维模型代替了现有的三维CFD进行建模，突破了现有心血管系统数据平台难以采用一维模型进行建模的技术瓶颈，不但使得建模简单、通用性强、模拟时间短，而且考虑了血管壁的动态摩阻效应和粘弹性效应，更符合实际情况，提升了平台的仿真精度。
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公开(公告)号：CN111339701B
公开(公告)日：2021-02-12
申请号：CN202010118255.3
申请日：2020-02-26
Applicant: 河海大学
IPC: G06F30/23 , G06F30/28 , G06F30/17 , G06F111/10 , G06F113/08 , G06F113/14 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开了一种基于Brunone动态摩阻的管道泄漏特性Godunov模拟方法，首先构建了含Brunone动态摩阻模型的非恒定管流控制方程；然后根据有限体积法Godunov格式建立泄漏管道计算网格系统，并将控制方程转化为黎曼问题；接着采用二阶Godunov格式计算网格交界面通量；随后处理包含泄漏处的边界条件，计算控制体内部流体变量和控制体泄漏边界处流体变量。本发明可以解决MOC格式中非常困难和复杂的动态摩阻模型的二阶精度问题，从而更加准确、高效的模拟泄漏管道水力瞬变特性，确保管道系统的泄漏检测和安全运行。
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公开(公告)号：CN111414683A
公开(公告)日：2020-07-14
申请号：CN202010179725.7
申请日：2020-03-16
Applicant: 河海大学
IPC: G06F30/20 , G06F111/10
Abstract: 本发明公开了一种考虑动态摩阻的水气耦合瞬变流的模拟方法，包括如下步骤：提出关键性假设；将管道系统内瞬变流划分为水体、水-气交界面、滞留气团三大部分，并分别建立相应的控制方程；分别添加三种动态摩阻模型至控制方程形成的数学模型中，分别为原始的基于卷积的动态摩阻模型、优化的基于卷积的动态摩阻模型和基于瞬时加速度的动态摩阻模型；设置初始条件和边界条件；求解控制方程进行数值模拟。本发明在已有的一维模拟方法的基础上，首次考虑了动态摩阻对模拟结果的影响，并分析了不同动态摩阻模型在数值模拟中表现出的差异，从而为更准确的模拟水气耦合瞬变流现象提供了理论依据。
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公开(公告)号：CN106844913A
公开(公告)日：2017-06-13
申请号：CN201710012823.X
申请日：2017-01-09
Applicant: 河海大学
CPC classification number: G06F17/5086 , G06F2217/34 , G06F2217/78 , G06T17/00
Abstract: 本发明公开了一种基于计算流体动力学(CFD,Computational Fluid Dynamics)的管道快速充水过程中滞留气团热力学特性的模拟方法，首先进行三维建模、网格划分，然后采用VOF(Volume Of Fluid)方法进行气水两相瞬变流动计算；最后，利用后处理软件对计算结果进行处理。本发明在同时考虑水体、气体压缩性的基础上，考虑水体‑气体‑固体壁面之间的热传导及对流传热效应，从而更准确地模拟快速充水过程中能量耗散，进而更深入地研究该过程中气‑水耦合作用及气团热动力学特性。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN106777770A
公开(公告)日：2017-05-31
申请号：CN201710012760.8
申请日：2017-01-09
Applicant: 河海大学
IPC: G06F17/50
CPC classification number: G06F17/5018 , G06F2217/34
Abstract: 本发明公开了一种基于有限体积法的输水管道中空穴流的模拟方法，该方法首先构建含自由气体的瞬变流基本控制方程；然后根据有限体积法(FVM,Finite Volume Method)建立含自由气体的网格系统，并离散控制方程；接着，采用时空均为二阶精度的Godunov格式计算纯对流时控制单元界面处的通量；再接着，在上述解中引入源项，得到离散方程解的二阶显式FVM‑Godunov格式；最后，根据计算得到的压力采用两种方法修正压力并计算气穴体积。此外，本发明通过引入斜率限制器来抑制虚假的数值振荡。而压力修正系数C‑ap的引入，成功考虑了自由气体、空穴对压力的影响，且消除了空穴流压力峰值附近的非真实脉冲，从而更准确地模拟输水管道系统中的空穴现象。
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公开(公告)号：CN114372430B
公开(公告)日：2024-12-27
申请号：CN202210050262.3
申请日：2022-01-17
Applicant: 河海大学
IPC: G06F30/28 , G06F30/18 , G06F30/23 , G06F119/14 , G06F119/12 , G06F113/14 , G06F111/04
Abstract: 本发明公开了一种考虑非定常摩擦模型的自由表面瞬态流的FVM模拟方法，包括如下步骤：构建包含布鲁诺非定常摩擦模型的管道自由表面瞬态流动控制方程；根据有限体积法的计算特性，将计算区域进行网格划分；采用有限体积法计算包含了布鲁诺非定常摩擦模型的自由表面流动；进行模型评价验证。本发明利用改进的布鲁诺非定常摩擦模型的FVM来模拟管道自由表面瞬变问题，能够解决现存特征线MOC格式中存在的质量不守恒、库朗特数小于1.0时模拟耗散大以及恒定摩擦模型不精确的问题，同时也能达到更高的精度，以达到实际系统中能实时准确模拟，对于实际管道系统的实时控制模拟的精度、稳定性以及效率具有重要意义。
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公开(公告)号：CN117932916A
公开(公告)日：2024-04-26
申请号：CN202410085901.9
申请日：2024-01-22
Applicant: 河海大学 , 中水珠江规划勘测设计有限公司
IPC: G06F30/20 , G06F111/10 , G06F113/14 , G06F113/08 , G06F119/08 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开了一种考虑输水管道系统留存气团热力学特点数值模拟方法。该方法依次构建了管道系统中留存气团的热力学特点控制方程、水气两相分界面控制方程，以及水体的控制方程，采用行波特征线法求解水体内部、插值模型对水气两相分界面进行求解；最后对计算结果处理，与已实验结果对比验证。本发明考虑输水管道系统留存留气团体热力学特点的数值模型来进行水气两相的数值模拟计算，在水气两相的输水管道系统中，可以较准确的模拟水相的压力流速，也能对气体特别是水气两相分界面处的热力学相关参数；同时可以改变管道中的气体含量，模拟出气体含量的变化造成的气体压力的变化趋势。
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公开(公告)号：CN113674865B
公开(公告)日：2024-04-26
申请号：CN202110987288.6
申请日：2021-08-26
Applicant: 佳木斯大学附属第一医院 , 河海大学
IPC: G16H50/50 , G06F30/28 , G06F119/14 , G06F113/08 , G06F111/10
Abstract: 本发明公开了一种基于瞬变特性的心血管系统数据平台内置处理方法，包括如下步骤：构建考虑动态摩阻和管壁粘弹性的心血管系统血液流动瞬变方程；建立计算网格，根据特征线法将双曲偏微分方程组转化为常微分方程组，积分得到特征线方程；求解血管壁迟滞应变对时间的偏微分；将Kagawa动态摩阻模型和偏微分引入特征线方程；考虑边界条件，得出并处理计算结果。本发明采用一维模型代替了现有的三维CFD进行建模，突破了现有心血管系统数据平台难以采用一维模型进行建模的技术瓶颈，不但使得建模简单、通用性强、模拟时间短，而且考虑了血管壁的动态摩阻效应和粘弹性效应，更符合实际情况，提升了平台的仿真精度。
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公开(公告)号：CN113656926B
公开(公告)日：2024-03-26
申请号：CN202110986943.6
申请日：2021-08-26
Applicant: 河海大学
IPC: G06F30/18 , G06F30/23 , G06F30/28 , G06F17/11 , G06F111/04 , G06F111/10 , G06F113/08 , G06F113/14 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开了一种基于Schohl卷积近似的管道瞬变流模拟方法，包括：构建含Zielke非恒定摩阻项和粘弹性项的管道系统控制方程；将控制方程以黎曼问题的求解格式表示为矩阵形式，将非恒定摩阻项和粘弹性项放入源项；建立有限体积法求解体系下的计算网格，通过二阶Godunov格式计算网格边界通量；对源项中的Zielke非恒定摩阻项和粘弹性项进行Schohl卷积近似，将源项合并到矩阵方程中，并进行稳定性约束；结合实际工程给出计算初始条件，得出计算结果。本发明结合有限体积法Godunov格式，对控制方程中的非恒定摩阻项和粘弹性项进行Schohl卷积近似，可解决现有一维瞬变流模拟方法依赖库朗特数，涉及到非恒定摩阻和粘弹性项计算时间长、求解复杂等问题。
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