双流体水锤计算模型中弛豫系数计算方法

采用双流体模型的计算方法,基于弛豫现象的微观机理,推导出一种用于计算双流体弛豫系数的计算方法.对带有液柱分离现象水锤计算中弛豫现象的影响进行了分析,通过对Simpson水锤实验、Bergant水锤实验与数值计算结果比较发现:该计算方法可以在不设定单位控制体内泡粒个数经验系数的前提下,对带有液柱分离现象水锤瞬变进行稳定计算.     

液化天然气输送水锤模拟分析

当LNG从船舱输送到接收站储罐内时,由于管道流量大,管径大以及LNG本身的低温性质,使得LNG卸船管道内的瞬变流现象时有发生,严重影响着LNG输送的安全运行.针对利用特征线法(MOC)建立的LNG卸船管道系统计算模型,利用文献中的LNG压力实验数据进行验证.模拟计算结果可以很好地得出管道发生瞬变流时最大的升压值(第一个压力波),且模拟值与实验结果吻合较好.所以该模型具有正确性和准确性.     

舰载设备双波冲击试验机中的水锤现象研究

介绍了舰载设备双波冲击试验机正波发生系统的基本结构,对系统中水锤现象进行了分析.建立了正波发生系统的非定常流动模型,采用特征线法对该模型进行求解,分析了系统的动态压力变化情况;建立了系统的恒定流动模型,对两种算法下管路内压力变化情况和冲击锤的速度进行了比较.结果表明系统中存在水锤现象,并可以用非定常流动模型进行描述,该算法下冲击锤速度低于恒定流动模型计算结果.     

大规模输水隧道水锤效应三维数值模拟

为研究大型输水隧道的水锤效应,提出基于任意拉格朗日欧拉(ALE)流固耦合技术的三维水锤分析方法,并通过算例与实验结果进行相互对比,验证了该仿真方法的有效性.基于多尺度仿真技术,建立了某大型输水隧道土体-结构-水体三维耦合非线性有限元模型,并利用所述分析方法,结合混合显式积分算法及其并行技术完成三维水锤效应的模拟计算.结果表明,水锤压力随阀门关闭时间延长及隧道长度减少而减小;隧道结构受水锤影响最大的部分出现在靠近出口处.     

汽液两相流激波升压过程的实验研究

采用实验的方法对汽液两相流激波升压的过程进行了研究 .汽液两相流激波升压的实验装置由蒸汽喷嘴、混合腔及相应的阀门和管道组成 .实验研究了不同的混合腔喉部直径、喷嘴前的蒸汽压力、升压装置的进水流量下升压的特性 .实验结果表明 ,汽液两相流激波升压的最大无量纲升压系数为 2 4 ,混合腔喉部直径增大 ,其升压效果下降 .引射率及蒸汽压力增加 ,其无量纲升压系数都将增加 .这些结论对汽液两相流激波升压装置的进一步研究及应用具有一定的意义汽液两相流激波升压过程的实验研究@刘继平$西安交通大学能源与动力工程学院!710049,西安 @…     

输油管道液柱分离模拟

为了研究输油管道在不稳定流动过程中,因轻质组分挥发、气泡聚集而形成的液柱分离现象,建立了水击分析数学方程.基于分相流模型,采用特征线法、有限差分法将偏微分方程数学模型转化为代数方程组,并采用Newton-Raphson法进行求解,给出了分析步骤.最后,采用VC++开发了仿真程序,分析了输油管道中途截断阀突然关闭时,阀后管道拔高点处的水力瞬变工况.同时,还分析了初始油品中的含气率对液柱分离的影响.结果表明,当含气率大于10-6时,初始含气率越大,管道拔高点处低压持续时间越长,压力响应越滞后,液柱弥合压力越大;否则,可以不考虑含气对水力瞬变的影响.     

有压输水管道系统含气水锤研究

通过模型试验研究有压输水管道系统阀门关闭时间对汽化时间和弥合水锤压力的影响,管道中的含气量对弥合水锤压力的影响．研究结果表明,在有压输水管道系统中,弥合水锤压力与汽化时间的大小有密切关系,计算机数据采集的频率对水锤压力的波形有明显影响．建立了含气水锤的气泡一离散数学模型并进行了数值计算,数值计算结果与试验测试值是吻合的．     

基于特征线法的输气管道泄漏瞬态仿真与分析

针对气体管道可能发生的泄漏工况,基于气体管道瞬变流动模型,结合泄漏边界条件,计算得到泄漏后管道任一位置压力流量随时间的变化规律,并通过模型法实时计算泄漏位置。结果表明:未泄漏稳态计算时,公式法和模型法的计算结果基本相同。管道泄漏后会产生负压波,导致全线压力降低,泄漏点上游流量增大,下游流量减小。压力波先后传播到管道首末端,在传播到管道首末端时会发生反射,随着压力波反射次数的增加,管内压力和流量会逐渐达到稳定状态。气体管道发生泄漏后,压力波向上下游传播,在各点产生的压力波幅呈指数规律衰减。利用管道泄漏后稳定状态时的起终点压力和流量结果计算得到的定位结果与真实值更接近。     

泵系统管线局部凸起水锤防护措施的研究

针对舒安泵站供水系统的特点，应用水锤基本理论和特征线方法，对系统无任何防护措施和加设水锤防护措施的事故停泵水力过渡过程进行了计算机数值模拟，对空气阀和单向调压塔两种防管道负压措施进行了比较分析．计算结果表明，在局部凸起点附近加装单向调压塔更能较好地避免液柱分离的发生．     

富气输送管道裂纹动态扩展的数值模拟

为了研究富气输送对管道动态断裂的影响,建立了富气输送裂纹动态扩展管道模型.考虑管道开裂后富气存在相变现象,利用多参数状态方程计算由富气相变引起的压力平台高度,建立三段线性压力模式模拟富气输送管道裂纹尖端附近压力场的分布.结合全尺寸爆破实验和通过扩展模式模拟的结果,验证了该模型的正确性.在此基础上,研究了不同组分富气对管道动态断裂的影响,得到了动态断裂参数随着富气中凝析液体积百分数的增加而增大,即证明了采用富气输送模式管道一旦开裂就更难止裂.     

输气管道泄漏瞬态仿真分析

针对气体管道可能发生的泄漏工况,基于气体管道瞬变流动模型,结合泄漏边界条件,采用数值解法仿真得到泄漏后管道任一位置压力流量随时间的变化,并通过模型法对泄漏位置实时计算。结果表明：未泄漏稳态计算时,公式法和模型法的计算结果基本相同。管道泄漏后会产生负压波,导致全线压力降低,泄漏点上游流量增大,下游流量减小。压力波先后传播到管道首末端,在传播到管道首末端时会发生反射,随着压力波反射次数的增加,管内压力和流量会逐渐达到稳定状态。气体管道发生泄漏后,压力波向上下游传播,在各点产生的压力波幅呈指数规律衰减。利用管道泄漏后稳定状态时的起终点压力和流量结果计算得到的定位结果与真实值更接近。     

流速对管网水锤负压影响的试验研究

针对水锤在灌区管网运行中的危害性,为输配水管网的设计和管理提供参考,本文研究以PVC-U输配水树状管网为研究对象,采用试验和数值模拟相结合的方法,研究流速与水锤负压值的相关关系。结果表明:随着干管中流速的增大,干管和支管中水锤负压力逐渐增大,干管流速由0.88 m/s梯度增大至3.05 m/s,干管水锤负压值由5.8 m增至7.5 m;支管中水锤负压值由3.9 m增至7.5 m;流速与水锤负压之间的变化关系符合负指数函数关系。因此,在管网设计时,除了控制管道内的流速和阀门关闭优化外,还应该考虑阀门后和分水口处是负压极限水头极易发生的地方,在实践中应采取必要的负压防护措施。     

长距离重力流输水管道中压力特点分析

本文对重力流输水的分类进行全面论述,通过对承压流重力流输水管道的特点分析,结合咸阳市石头河水库供水工程实例的升压分析,阐述了长距离重力流输水管道系统的水锤升压特点,并为保证此类管道系统安全运行提出了有效建议。     

源造波法在三维完全非线性数值波浪水槽中的应用

为消除波浪在水槽出流边界的反射及波浪遇到结构物后在入射边界形成的二次反射,基于时域高阶边界元方法建立三维完全非线性数值波浪水槽模型:利用源造波法产生入射波浪,采用人工阻尼层技术消除波浪反射及二次反射;建立水槽的格林函数并应用于整个计算域,消除水槽两侧壁和底面的积分,减少了计算量.利用所建模型分别对规则波和不规则波的数值实验表明,数值结果与理论解吻合良好,且在出流边界和入射边界均无反射现象.     

长距离供水管道关阀水锤试验研究

该文以福州大学水利学院长距离供水管道水锤试验平台为研究对象,对关阀水锤进行了试验研究。试验结果表明,阀门快速关闭后,管道中的最大压力随着管道流量的增加而线性递增,并且会出现负压情况。使用CFD(计算流体动力学)技术以及相关软件对现有水锤模型进行了三维仿真,通过同一点位的实测压力曲线与仿真压力曲线的对比论证该试验的正确性,可为长距离供水管道工程的设计提供试验依据。     

有限元-边界元耦合法计算任意截面形状二维介质柱雷达散射截面

应用有限元 边界元耦合法计算任意截面形状二维介质柱的雷达散射截面.对介质柱内、外区域分别应用有限元和边界元法进行分析,然后通过场的连续性进行耦合,形成待求矩阵方程,最后应用内观法结合多波前法求解该方程.作为算例,分别计算了几种柱体的雷达散射截面.数值结果表明,由于使用了内观法结合多波前法解非对称稀疏矩阵,大大减少了计算时间.     

破碎波对直墙建筑物的作用

应用二维数值波浪水槽模型,计算了某实际工程防波堤上的破波压力分布,并与试验结果与规范方法进行了比较。为减少小造波边界的二次反射影响,在水槽左端设可吸收式造波机数值边界条件。     

大口径泵压输水管道系统停泵水锤防护方案分析研究

结合事故停泵,首先介绍了停泵水锤可供选择的水锤防护措施,然后建立了泵压输水管道系统水锤数值计算的数学模型及边界条件。再以盐环定扬黄工程梯级提水泵站系统设计为模型,利用特征线法,进行了大口径泵压输水管道系统的水锤模拟计算及分析,并拟定水锤防护方案。该研究为类似大口径泵压输水管道系统的停泵水锤防护方案选择提供了经验与参考。     

面向快速成型的CAD三角网格模型局部细分技术研究

为解决快速成型应用中STL模型的表面光滑度与数据量之间的矛盾,提出一种基于边界控制的网格模型局部细分方法.分析STL模型的边界特点,将边界特征点作为型值点构建三次B样条插值曲线求解细分点;创建边界三角形的细分模式实现三角网格模型局部区域的细分,消除边界线细分过程的收缩现象.试验表明了该方法的有效性.     

潜堤上波浪分裂现象的数值分析

为研究潜堤附近水波变形现象,建立了一个模拟该现象的数值方法。基于势流理论的基本方程,其中入射波浪的生成基于域内源造波方法,无反射边界采用海绵层消波加辐射条件的处理方法。垂向采用σ坐标变换,可保证自由表面和底面边界的"精确"满足,同时便于有限差分法的应用。使用该模型对二个已有的物理模型实验进行计算,比较了长波和短波越过潜堤时波浪变形特性的异同。计算所得潜堤前后不同位置处的波面与实验结果吻合较好。结果表明:该模型能很好地模拟坡度不同的潜堤前坡上高次谐波的产生和堤后波浪分裂现象,可用于求解二维强非线性势波问题。