管道瞬变空化流模型及数值研究

发布时间：2022-07-22 15:48

　　瞬变过程中液柱分离再弥合可产生高达管道中正常工作压强的几十倍甚至于数百倍的瞬时压力峰值,严重威胁输水系统的安全运行。基于拟恒定摩阻模型和离散空腔模型的一维传统瞬变流计算方法无法准确预测压力水头幅值及其相位。为实现管道瞬变空化流的准确预测,本文采用理论分析建立了较为准确的一维和准二维管道瞬变空化流模型,并研究设计相关数值算法,通过一系列文献中的实验数据验证上述模型和算法的合理性和可靠性。现有商业水锤软件计算瞬变流问题时没有考虑非恒定摩阻,在通用性、修改性、针对性等方面都有待提高。基于更符合流动特性的非恒定MIAB模型,构建了 MIAB-DGCM模型,通过实验数据和模拟结果的对比验证MIAB-DGCM模型比恒定摩阻模型能更好的预测压力波动的幅值及其相位。基于.NET框架下的C#编程语言,采用模块化设计思想,多线程并行实现界面层、方法层和文件库层之间的高效通讯,设计开发了具有可扩展接口,针对性强,操作简单,界面友好的汉化版非恒定MIAB模型瞬变两相流可视化软件。基于单组分两相流理论和Rayleigh-Plesset动力学方程,构建了基于蒸汽相体积分数输运方程的一维两相流空化模型,并确定两种不... 

【文章页数】：114 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
符号
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 瞬变流计算方法的研究现状
    1.3 瞬变空化流研究现状
    1.4 非恒定摩阻的瞬变流研究现状
    1.5 本文主要研究内容
第二章 非恒定MIAB模型瞬变两相流可视化软件开发
    2.1 恒定流计算理论
    2.2 非恒定流计算理论
    2.3 MIAB-DGCM模型
    2.4 软件开发流程
    2.5 软件测试
    2.6 本章小结
第三章 基于质量输运的一维两相流空化模型的建立及验证
    3.1 常用的瞬变空化流模型
    3.2 构建基于质量输运的两相流空化模型
    3.3 基于质量输运的两相流空化模型验证及分析
    3.4 本章小结
第四章 准二维瞬变非空化流模型研究
    4.1 控制方程
    4.2 基于特征线法的数值算法
    4.3 不同数值算法对比分析
    4.4 不同代数湍流模型假设对比分析
    4.5 不同湍流模型对比分析
    4.6 本章小结
第五章 准二维瞬变空化流模型的建立及验证
    5.1 准二维分布式空化模型
    5.2 构建准二维DGCM模型
    5.3 构建准二维两相平衡空化模型
    5.4 本章小结
第六章 基于弱可压RANS方程的瞬变空化流数值研究
    6.1 弱可压流体控制方程
    6.2 基于弱可压缩模型的RANS方程求解
    6.3 空化模型
    6.4 计算模型和边界条件
    6.5 数值验证及结果分析
    6.6 本章小结
第七章 结论与建议
    7.1 结论
    7.2 创新点
    7.3 建议
参考文献
致谢
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
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[6]离心泵快速启动过程瞬态水力特性的数值模拟[J]. 吴大转,王乐勤,胡征宇.  浙江大学学报(工学版). 2005(09)
[7]离心泵快速启动过程的瞬态水力特性——外特性研究[J]. 胡征宇,吴大转,王乐勤.  浙江大学学报(工学版). 2005(05)
[8]伴有液柱分离的管道气液两相流动分析方法[J]. 蒋明,雍歧卫,李旭东.  油气储运. 2005(01)
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本文编号：3664895