保水堰的交替水流数值模拟初探

为了对保水堰的交替水流进行数值模拟,依据保水堰恒定流情况下的工作特性,将保水堰的水流形态分成堰流和满流两种状态,分别建立保水堰不同流态下的非恒定流数学模型。分析两种不同水流形态的交替机理,建立两种水流的转换条件,联立两种不同形态的数学模型构成保水堰的堰流和满流交替的非恒定流数学模型。利用数值计算的方法对保水堰的水流交替情况进行了模拟,结果表明,通过将两种流态的方程进行组合,可以合理地模拟保水堰的水流交替过程。     

自流压力输水管路保水堰最小安全超高分析

自流压力输水管路的保水堰是保证稳定供水和安全运行的重要工程措施。本文把调节池输水管道保水堰作为一个水力系统,分析保水堰的工作原理和运行特点,建立动态水流的数值计算模型。利用试验数据对计算模型进行验证后,采用数值方法对保水堰的水流特性进行模拟。结果表明,当输水系统停水时,长管道水流的惯性力作用可能引起调节池的水位跌落和波动,为了防止进水口发生水体脱空现象,保水堰的最小安全超高需大于上游突然停水时调节池的最大跌落深度,从而建立了保水堰安全超高的估算公式。     

保水堰交替水流数值模拟研究

采用动态淹没系数的方法,将巴甫洛夫斯基数据和相关实测实验数据进行曲线拟和,并通过不同流量、堰型的组合实验结果验证了此曲线的通用性和合理性,将此曲线方程应用于保水堰非恒定流计算的边界方程中。对比两种边界的计算结果证实了淹没系数对保水堰过渡流态的显著影响,也证明了采用动态淹没系数的合理性和实用性,为保水堰过渡流态的模拟提供了一种可借鉴的方法。     

明渠结合有压管调水系统的水力瞬变计算

研究了明渠结合有压管调水系统水力瞬变的数值模拟，采用明渠非恒定流基本方程同时描述明渠的非恒定流和管道的有压汉，对有压流动采用了窄缝法求解，此外，研究了用非恒定流计算方法求解恒定流动，并提出了保证数值计算收敛的措施和方法，作为应用，模拟计算了正在修建的东深供水改造工程的恒定流和水力瞬为流。     

长距离输水系统的神经网络模型研究

常规特征线算法在仿真模拟长距离有压输水系统流量调节过渡过程时，存在计算时间较长等不足，故无法很好地满足实时控制和优化调度的需要．本文利用人工神经网络(ANN)所具有的高度非线性全局作用、良好的自适应性及联想记忆功能等优点，将人工神经网络引入到过渡过程的分析中，建立合适的神经网络模型，并通过该模型得出一系列计算成果．该成果与传统算法所得的结果相比较表明，人工神经网络在过渡流的分析中是可行的，并具有明显的优势．     

盘石头水库输水洞非恒定流过渡计算的几个问题

结合盘石头水库输水洞－电站恒定流过渡过程计算中所遇到的具体问题，就输水洞中水击压力的简化计算及多电系统中，当一个电站事故关机时，对其他正常运行电站机组转束宾影响进行了论述和探讨，并提出了解决办法。     

大流量长距离输水工程中大口径管涵的评析

管涵种类选择是输水工程设计中的重要内容和关键环节,在此从生产、工艺、性能、质量及应用等方面对几种管涵进行了评价分析,并提出了管涵种类选择应注意的问题。     

凌庄子水厂保水堰流量系数试验

凌庄子水厂蓄水池进水口处有一保水堰,为非标准薄壁堰,不能使用已有堰流公式对其过流量进行准确计算.为了得出较为精确的过流流量,按照重力相似准则制作几何比尺为1:5的模型进行试验研究.在已有自由出流公式的基础上,对自由出流流量系数进行修正并对淹没情况下流量变化过程进行研究.对该非标准堰自由出流流量系数的实测值与经验值进行分...     

管道充水水力瞬变模型相似律

管道充水过程是一种非常复杂的水力瞬变过程,水流将经历从无压流变成有压流的流态转换。本文通过分析管道水击与无压非恒定流的模型相似律,证明只要满足管道水击模型相似律,则管道无压非恒定流模型相似律自然满足。在此基础上,对于依靠重力自流充水的管道系统,给出了管道充水模型的相似律、设计方法和实例。实例表明,当管道沿线合理地设置了通气孔时,管道充水的自由液面流动水面气体压力、密度变化非常小,可以视为无压流动,并且当通气孔内风速小于100m/s时,通气孔内气体压强、密度变化微小,可按不可压缩气体考虑。     

明渠-结合池-暗管输水系统水力瞬变过程计算

分析了用Priessmann方法计算明渠-结合池-暗管结构的过渡过程的特点，给出了用明渠特征线方法算有压流的基本方程和建模过程。详细地分析了明渠-结合池-暗管结构在过渡过程计算中的边界条件。在编制程序对某具体的工程进行计算之后，指出了Priessmann法应用于明渠-结合池-暗管结构水力瞬变计算所应注意的问题，并对这些问题提出了相应的处理方法。     

明渠—结合池—暗管输水系统水力瞬变过程计算

分析了用Priessmann方法计算明渠—结合池—暗管结构的过渡过程的特点，给出了用明渠特征线方法算有压流的基本方程和建模过程。详细地分析了明渠—结合池—暗管结构在过渡过程计算中的边界条件。在编制程序对某具体的工程进行计算之后，指出了Priessmann法应用于明渠—结合池—暗管结构水力瞬变计算所应注意的问题，并对这些问题提出了相应的处理方法。     

输水管道含沙水锤模型及特性研究

水锤现象的准确描述对于长距离供水工程安全稳定运行有着至关重要的影响,但传统的水锤模型缺乏对于输水管道含沙水锤的深入探讨与分析。本文基于费祥俊阻力模型定义了管路当量摩阻,借鉴韩文亮浆体水锤波速公式推导了非均质流含沙水锤特征线方程,采用特征线法计算得到了不同泥沙颗粒参数下RPV系统的关阀水锤压力,并与清水水锤计算压力对比。结果表明：清水水锤数值计算瞬态压力与实验数据较为吻合;含沙水锤压力增量与含沙量呈正相关而与颗粒直径无关,含沙量100 kg/m³时最大水锤压力为77.91 m,较清水计算结果高出7.71%;由当量摩阻换算得到的管路糙率与含沙量和颗粒直径呈正相关,与初始流速呈负相关。相关研究成果为高含沙流域长距离供水工程安全运行与水锤防护提供了参考。     

长距离输水工程水力过渡过程仿真研究

通过分析空气罐和空气阀的运行特点,建立了长距离有压输水工程水力过渡过程仿真模型。结合实际工程,采用该模型开展了输水系统在事故停泵、水泵启动和关闭等多种工况下的水锤压力分布规律研究。根据分析结果给出了相应的运行建议,为输水工程建设提供了数据支持。     

用Lattice Boltzmann方法模拟二维水力过渡过程

本文旨在探索用Lattice Boltzmann方法模拟二维水力过渡过程的可行性。应用Chapman Enskog展开技术，导出了一套多尺度方程，将LB方程和其所对应的宏观方程联系起来；根据水力过渡过程基本方程的特点，建立了计算二维水力过渡过程的一个LB模型；应用该模型对一维正弦波的传播、一维断波的传播与反射、二维拐角衍射波等典型算例，以及近似为二维问题的混凝土蜗壳在机组甩负荷和起动工况下的水力过渡过程进行了模拟分析。研究表明用LB方法模拟多维水力过渡过程是可行的，值得进一步探讨。     

琴键堰过流水力特性数值模拟

琴键堰是一种新型的迷宫堰结构形式,其特点是相同堰宽、水头条件下泄流能力提升显著,采用RNG k-ε型湍流数学模型,VOF法处理自由水面,建立三维数学模型。通过对不同工况琴键堰体型的模拟计算,获得三维流场水流流态、流速等信息。结果表明:(1)采用Fluent软件对琴键堰进行数值模拟的适用性强,并验证了琴键堰的泄流效果显著;(2)琴键堰的三维流场流态复杂,具有三元水流的性质,堰上水头的变化影响琴键堰的泄流能力;(3)上、下游处水流呈明渠流状态,速度最小,为0.2m/s,流经堰体时形成水舌,流速增大,水舌与堰壁间空腔处有通气孔掺气,形成漩涡区,气体流速2m/s,水舌入水后有水气混掺。利用数值模拟技术,使获得的流场信息更加详尽,为进一步研究琴键堰流场特性奠定基础。     

先导式泄压阀水力瞬变的仿真

先导式泄压阀是一种先进的防水击危害的智能水力装置,具有根据管道水压的变化自动做出开启或者关闭的功能.本文建立泄压阀水力瞬变流量、水压与泄压阀开度的函数关系,提出泄压阀主阀开度响应水压变化的递进模型,并设计出计算机数值仿真先导式泄压阀响应水压变化的动作过程的方法和程序.最后,以实际工程为例,研究了管道承受负压的能力,以及...     

有压管道充水过程数值模拟

基于明渠非恒定流的运动方程和连续方程,采用Preissmann四点隐式差分格式,结合虚拟流量法,对有压管道充水过渡过程进行了数值仿真模拟,该充水数学模型能模拟管道从无水变为无压流,再过渡到有压流的整个水流运动过程,其中包括漫流和明满过渡流。将该模型应用于南水北调天津干线有压输水系统充水仿真计算了充水过程中出现的水力过渡现象,最不利的情况出现在已经充满后的波动阶段,结果可为具体工程的充水操作预测水锤、规避风险和加强防护提供科学的依据。