非恒定摩阻的TVD格式數(shù)值模擬水擊衰減研究
本文選題:非恒定摩阻 切入點(diǎn):TVD格式 出處:《水力發(fā)電學(xué)報(bào)》2017年03期 論文類(lèi)型:期刊論文
【摘要】:傳統(tǒng)擬恒定摩阻模型的TVD格式雖能精確捕捉水擊壓力峰值,但無(wú)法準(zhǔn)確描述水擊波衰減和畸變過(guò)程,這對(duì)管線設(shè)計(jì)及管理十分不利,因此考慮非恒定摩阻的TVD格式值得深入研究。本文基于Brunone的IAB經(jīng)驗(yàn)?zāi)ψ枘P?結(jié)合Sweby的TVD格式給出了一維水擊方程新的數(shù)值解法,將其運(yùn)用到經(jīng)典模型試驗(yàn)和工程實(shí)例中,并與傳統(tǒng)擬恒定摩阻模型TVD格式和非恒定摩阻模型的特征線法的模擬效果進(jìn)行對(duì)比分析。計(jì)算結(jié)果表明:考慮非恒定摩阻的TVD格式可以更加準(zhǔn)確地捕捉水擊波各周期壓力峰值衰減和畸變的全過(guò)程,且模擬偏差隨時(shí)間增加無(wú)增大趨勢(shì)。其中各周期壓力峰值捕捉誤差不超過(guò)3%,相位偏移不超過(guò)0.5弧度,計(jì)算精度顯著提高。該模型計(jì)算耗時(shí)和傳統(tǒng)模型相差不大,具有良好的工程應(yīng)用潛力和研究?jī)r(jià)值。
[Abstract]:Although the TVD scheme of the traditional quasi-constant friction model can accurately capture the peak value of water hammer pressure, it can not accurately describe the attenuation and distortion process of water hammer wave, which is very disadvantageous to the pipeline design and management. In this paper, based on Brunone's IAB empirical friction model and Sweby's TVD scheme, a new numerical solution to one-dimensional water hammer equation is presented, which is applied to classical model tests and engineering examples. The simulation results are compared with that of the traditional quasi-constant friction model TVD scheme and the characteristic line method of the unsteady friction model. The results show that the TVD scheme with unsteady frictional resistance can capture water hammer waves more accurately. The whole process of peak attenuation and distortion of periodic pressure, Moreover, the simulation deviation does not increase with time. The peak pressure capture error of each period is less than 3, the phase deviation is less than 0.5 Radian, and the calculation accuracy is improved significantly. The time consuming of the model is not different from that of the traditional model, and the calculation time of the model is similar to that of the traditional model. It has good engineering application potential and research value.
【作者單位】: 西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院;
【分類(lèi)號(hào)】:TV134.1
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本文編號(hào):1641875
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