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公开(公告)号：CN115310382A
公开(公告)日：2022-11-08
申请号：CN202210949016.1
申请日：2022-08-09
Applicant: 河海大学
IPC: G06F30/28 , G06F113/08 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开了一种考虑气体释放的两相均质瞬变流高德诺夫模拟方法，包括：基于单一等效流体假设，通过脱气系数Gs动态地耦合气体空隙率与流动参数之间的两相瞬态流关联，计算管道主体的质量和动量通量；引入马松‑汉高科方法的全变差衰减约束来重构二阶精度高德诺夫模型，并且在模型中引入边侧双虚拟网格；根据管道主体的质量和动量通量，通过高德诺夫模型得到模拟结果。本发明有利于均质气液两相瞬态事件的物理机制探究和精确模拟，并实现或改进管道输水系统的安全操作方案。
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公开(公告)号：CN111414683B
公开(公告)日：2021-10-29
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：CN111695307A
公开(公告)日：2020-09-22
申请号：CN202010434805.2
申请日：2020-05-21
Applicant: 河海大学
IPC: G06F30/28
Abstract: 本发明公开了一种显式考虑动态摩阻的水锤有限体积模拟方法。首先通过有限体积法对模型进行离散，用Riemann的求解器对离散通量进行求解，同时在计算中引入对流项。然后采用MUSCL-Hancock方法进行重构得到二阶精度的Godunov格式，为了避免虚假振荡引入MINMOD斜率限制器，采用显式求解方法并将动态摩阻项考虑进去。最后运用虚拟边界的处理方法，实现计算区域的所有节点和边界的统一计算。本发明采用二阶有限体积法Godunov格式，显式考虑动态摩阻的影响，准确高效地对管道水锤过程进行数值模拟，从而为实现对管道可能发生的水力瞬变进行准确高效的实时预测监控提供参考。
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公开(公告)号：CN111339658A
公开(公告)日：2020-06-26
申请号：CN202010114611.4
申请日：2020-02-25
Applicant: 河海大学
IPC: G06F30/20 , G06N3/00 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开了一种基于拉格朗日无网格粒子法的水力瞬变模拟方法，包括：建立水力瞬变基本微分方程，根据待模拟的输水工程实例确定计算域、采集初始参数并确定边界条件；在计算域内布置计算粒子，在边界处布置虚拟粒子；基于光滑粒子法，采用核近似法对函数进行逐步插值积分，得到核函数与核函数导数；采用粒子近似法，得到核函数的粒子离散方程和核函数导数的粒子离散方程，进而求解其动量方程和连续性质量方程；基于核函数导数的粒子离散方程，通过欧拉时间积分法，进行下一时步的计算。本发明可对输水管道系统中水力瞬变进行准确的数值模拟，且引入人工粘度来抑制虚假的数值振荡，有助于规避工程风险，保护水力系统安全。
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公开(公告)号：CN109918787A
公开(公告)日：2019-06-21
申请号：CN201910173947.5
申请日：2019-03-08
Applicant: 河海大学
IPC: G06F17/50
Abstract: 本发明公开了一种基于有限体积法的输水管道内水气两相均质流的模拟方法，这种方法基于非守恒的形式；通过有限体积法对模型管道在时间和空间上进行离散；接着，通过含有TVD的MUSCL-Hancoke格式，得到重建的流动变量，使其具有二阶精度；接着，求解模型内部界面处黎曼解进而得到计算界面通量值；接着，针对模型的边界条件，使用牛顿迭代法利用黎曼不变量等到二阶的边界值；再接着，在模型中进入了源项，通过数值方法进行离散，使其具有二阶精度；最后，基于初始给定的参数(自由气体含量、常压下纯水水锤波速等)，模拟出任意时刻管道内的压力波动。结果表明，相较于传统的守恒形式均质流模型，该模型的计算精度和计算效率更高。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN109035387A
公开(公告)日：2018-12-18
申请号：CN201810666754.9
申请日：2018-06-26
Applicant: 国家电网有限公司 , 国网新源水电有限公司 , 松花江水力发电有限公司吉林白山发电厂 , 河海大学
CPC classification number: G06T17/00 , G06F17/5009
Abstract: 本发明公开了一种基于水锤效应和动网格理论的抽水蓄能电站过渡过程三维模拟方法。首先进行三维建模和网格划分；然后利用用户自定义函数添加水体可压缩性状态方程和控制水泵水轮机机组中活动导叶关闭的函数，采用瞬态求解器对全流道中的流体进行计算；最后，利用后处理软件对计算结果进行处理。本发明在考虑水体压缩性以及活动导叶关闭规律的基础上，对整个抽水蓄能电站过流系统进行三维建模，包括进出水口、输水管道和水泵水轮机机组过流部分，利用三维全流道仿真模型准确、直观地再现了抽水蓄能电站水泵水轮机机组过渡过程中内部流场的瞬态变化，从而为抽水蓄能电站进一步研究提供可靠依据。
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公开(公告)号：CN106844913B
公开(公告)日：2017-11-24
申请号：CN201710012823.X
申请日：2017-01-09
Applicant: 河海大学
IPC: G06F17/50
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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公开(公告)号：CN105512363A
公开(公告)日：2016-04-20
申请号：CN201510833139.9
申请日：2015-11-25
Applicant: 河海大学
IPC: G06F17/50
CPC classification number: G06F17/5009
Abstract: 本发明公开了一种基于Godunov格式的有压管道中水柱分离的模拟方法，该方法首先将计算域离散成计算网格单元，建立瞬变流基本微分方程的离散格式；然后采用时空均为二阶精度的Godunov格式求解纯对流时，单元控制体的数值通量；接着，基于二阶Runge-Kutta离散格式的时间算子分裂法，在纯对流控制方程的解中引入源项，从而得到最终解的二阶显式有限体积法(FVM,Finite Volume Method)Godunov格式；最后，根据算得的压力判定是否发生水柱分离：若已形成，则进行水柱分离模块计算；反之，进入下一时步计算。此外，本发明通过引入斜率限制器来抑制虚假的数值振荡。本发明可对输水管道系统中瞬变蒸汽空化现象进行准确、严格的数值模拟和瞬变分析，从而达到规避工程风险，保护水利系统的安全的目的。
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公开(公告)号：CN105468844A
公开(公告)日：2016-04-06
申请号：CN201510819625.5
申请日：2015-11-23
Applicant: 河海大学
IPC: G06F17/50
CPC classification number: G06F17/5036 , G06F2217/34
Abstract: 本发明公开了一种基于有限体积法的管道内水-气耦合瞬变流的模拟方法，并考虑水-气耦合作用过程中冲击水体的对流项以及尾水深度的影响。首先将计算区域分成三个部分：冲击水体、水-气交界面和滞留气团。针对水体部分，首先将水体计算区域离散成计算网格单元，建立瞬变流基本微分方程的离散格式；然后，采用Godunov格式对水体单元控制体的数值通量进行求解。采用Runge-Kutta法对水体离散方程的数值积分项求解。采用Godunov格式和理想气体状态方程联立实现水-气交界面的动态追踪。通过引入斜率限制器来抑制虚假的数值振荡，从而实现二阶精度的模拟。可对输水管道系统中水流冲击滞留气团的水-气耦合作用水力现象进行准确、严格的数值模拟和瞬变分析。
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公开(公告)号：CN105302997A
公开(公告)日：2016-02-03
申请号：CN201510827880.4
申请日：2015-11-25
Applicant: 河海大学
Abstract: 本发明公开了一种基于计算流体动力学(CFD,Computational Fluid Dynamics)的液柱分离-弥合水锤的模拟方法，通过三维建模、网格划分，首先进行水体单相可压稳态计算，得到稳态流场；然后进行液柱分离气液两相瞬变流动计算；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、蒸汽压缩性的基础上，考虑气液之间质量传输，且无需区分液柱分离类型，从而在一定程度上简化了数学模型及其求解方法，模拟准确度较高，且不会出现类似一维模拟中的不真实的压力脉冲，并实现了液柱分离过程中空穴初生—发育—溃灭过程的可视化。
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