停泵水錘數(shù)值模擬及其可視化技術的研究.pdf

1、隨著各國經(jīng)濟的發(fā)展，居民的用水量不斷增加，并且由于水體的污染，越來越多的城市為了解決日趨尖銳的水資源供需矛盾，不得不興建長距離的大型輸水工程。在輸水工程中，由于壓力管路中流速的突然變化，引起管路中水流壓力急劇上升或降低的現(xiàn)象，稱為水錘或水力過渡過程。停泵水錘對供水工程的正常運行影響很大，一般事故停泵所產生的水錘壓力比正常壓力高出1.5-4倍，不少供水工程因事故停泵水錘而遭受嚴重破壞，給人民的正常生產和生活帶來了很大的損失。在設計時，要事

2、先作水錘分析、預測和模擬事故工況下水錘的發(fā)生和傳播規(guī)律。對停泵水錘暫態(tài)過程的數(shù)值模擬是優(yōu)化工程設計、降低工程造價、確保工程安全運行的關鍵，具有重要的理論意義和實用價值。 本文詳細介紹了剛性水錘理論和彈性水錘理論，因彈性理論以流體為可壓縮和管壁為彈性體為基礎理論，用其推導出來的基本方程為微分方程組比較符合客觀實際。然后介紹了以彈性水錘理論為基礎，水錘基本微分方程式的推導過程，并以此為基礎詳細說明特征線方法的基本原理，導出有限差分方

3、程，介紹了幾種簡單邊界條件方程。闡述了在停泵水錘暫態(tài)過程中，泵端邊界條件方程、邊界數(shù)據(jù)如何處理。根據(jù)水錘基本理論、水錘計算方法及泵的邊界條件方程，采用目前較成熟的特征線法，利用Microsoft Visual C++6.0編寫水錘計算源程序，然后將結果導入到Excel中，再利用MATLBA對水錘暫態(tài)過程數(shù)值模擬的試驗數(shù)據(jù)進行可視化研究，借助Excel優(yōu)良的數(shù)據(jù)管理功能和MATLBA強大的圖表處理功能為停泵水錘計算軟件開辟一條新的途徑?；?/p>