一种基于一维气水流体模型的管道多流态FVM模拟方法

    公开(公告)号:CN119538464A

    公开(公告)日:2025-02-28

    申请号:CN202411611571.9

    申请日:2024-11-12

    Applicant: 河海大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于一维气水流体模型的管道多流态FVM模拟方法,包括如下步骤:构建并改进管道非定常气水流体模型一维控制方程,使得该方程能同时满足塞状瞬态流、有压水锤瞬态流和自由表面瞬态流,并通过统一的求解框架实现不同流态之间的无缝衔接。采用“罗·菲利普”格式的有限体积法(FVM法)对三种流态进行统一求解,克服了不同流态适用热力学基本关系和波速方程差异的挑战,使改进的一维多方程流体模型能够同时模拟多种流态。最后用该模型对三种流态的模拟进行了模型评价验证。本发明方法为实际长距离输水系统、雨洪系统、长距离供水系统的实时控制模拟提供了稳定性和精度保障,对提升这些复杂水利工程的模拟精度和可靠性具有重要意义。

    一种适用于大尺度输水系统纳入气体动态特性的模拟方法

    公开(公告)号:CN119294302A

    公开(公告)日:2025-01-10

    申请号:CN202411528236.2

    申请日:2024-10-30

    Applicant: 河海大学

    Abstract: 本发明公开了一种适用于大尺度输水系统纳入气体动态特性的模拟方法。该方法推导了气体的连续性方程和动量方程,构建代表气体动态特性的密度、波速、流速、参数的相关性;采用特征线法进行气体控制拟线性双曲偏微分方程的变换,将其转化为常微分方程并求解特征值;在水气交界面处联立推导后水体及气体全微分方程进行充水管道全域求解。本发明为快速填充过程的气水瞬变流现象开发了一种纳入气体动态特性考虑的有压弹性水柱充填模型,其提出的纳入气体特性考虑的模型模拟结果与考虑气体压力变化与气体体积变化呈相关性的模型模拟结果对比,前者可以反映气体内不同节点压力变化的区别,后者仅认为气体内部所有区域压力一致,两种模型模拟结果与实验数据对比表明,纳入气体特性的气水瞬变流模型更加准确,特别是在大尺度管道系统中,不考虑气体特性的模型将低估压力瞬变过程中的压力峰值。

    考虑采用匹配模式法进行输送管道离散阻塞检测的方法

    公开(公告)号:CN118395225A

    公开(公告)日:2024-07-26

    申请号:CN202410337399.6

    申请日:2024-03-23

    Applicant: 河海大学

    Abstract: 本发明公开了考虑采用匹配模式法进行输送管道离散阻塞检测的方法,包括如下步骤:选取多个频率作为离散阻塞检测频率;计算每一个频率的压力水头,并使用有无离散阻塞的压力水头差作为计算数据;绘制关于离散阻塞位置LB的|Y|2图像,将相对较高幅值|Y|2对应的LB作为离散阻塞位置估计的备选值;对下一个测量位置重复前面步骤,若上一步中的局部最大值仍然是新测量位置的局部最大值,则考虑为离散阻塞估计位置;如果在前述步骤中确认只存在一个离散阻塞位置,那么就可以对离散阻塞水头损失系数进行估算。本发明经过对频域中离散阻塞水锤波解耦模型的严密推导,提出了一种基于全波形反演的创新离散阻塞检测方法,其优势包括:(1)在嘈杂环境中能够精确定位单个离散阻塞;(2)如果两个离散阻塞的间距不小于最小检测波的二分之一波长,本发明能够准确检测这两个离散阻塞的位置。

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