地下滴灌田间管网水力计算数值模拟

针对目前我国地下滴灌田间管网水力计算和水力特性研究较少,不能满足实际工程计算要求的问题,在前期试验和地下滴灌毛管水力计算数学模型的基础上,采用数值模拟方法,建立了地下滴灌田间管网水力计算数学模型。利用该模型可求解均匀坡、均匀土质、支管与毛管管径不变及均匀出流条件下的地下滴灌田间管网水力特征值。实例计算结果表明,该模型计算偏差小于1/1 000,精度满足实际工程计算要求。     

树枝状管网无量纲水力瞬变分析

以流体水力瞬变理论为基础,研究了树枝状管网中的水力瞬变问题。应用特征线法,建立了无量纲形式的水力瞬变数学模型。摩阻项按Q2-m考虑,采用有限差分法构造出差分方程,并进行了数值求解。利用计算实例对无量纲流量、波速、管径及管长等影响因素进行了分析,结果表明,任何微小变化都可能引起计算点压力的剧烈变化。     

凝析气田地面集输管道水力热力计算方法

凝析气在地面集输过程中,由于反凝析现象呈气液两相流动状态。这种流动状态一仅要满足水力条件和热力条件的要求,而且还必须满足气液平衡条件的要求。通过建立水力和热力计算公式以及气液平衡状态方程组成计算方程组,并采用有限差分方程求数值解,得到了满意手计算结果。     

泄水建筑物体型优化与消能工模型试验研究

本文利用引入VOF方法的RNG k-ε双方程紊流数学模型,对溢流表孔和冲砂底孔进行二维数值模拟。通过模拟,得出计算域的流速场和压强场水力特性,并结合物理模型试验对数值计算结果进行验证。作者分析了不同工况下水力特性的变化规律,论证泄水体型的合理性。另外,经系列物理模型试验对消能工进行优化。结果表明,物理模型试验与数值计算吻合较好。冲砂底孔出口段,采用合理的收缩比将水流纵向拉开,起到分散水流的作用,消能效果较好,较原设计方案有明显改善。同时,为类似工程泄水建筑物体型优化的研究提供参考依据。     

钟形进水流道的优化水力计算

采用直接求解三维雷诺平均Ｎ－Ｓ方程和ｋ－ε紊流模型方程组的方法，模拟钟形进水流道内水流的流动，并在流场数值模拟的基础上对钟形进水流道进行优化水力计算，给出了钟形进水流道最优水力设计准则。     

长输管道水力瞬变仿真

根据各种管道边界的瞬变方程和管道水击的连锁Ａｌｌｉｅｖｉ方法，针对具有实际元器件和边界的长输管道的不稳定流动，设计了基于特征线差分解法的分析流程和仿真计算程序。利用长输管道水击数值计算所得线路上各节点的瞬态值进行Ｂ样条曲线拟合，实现了水力瞬变过程中线路水力坡降线及某些水力参数变化情况的图形输出 。     

钟形进水流道的优化水力计算

采用直接求解三维雷诺平均Ｎ－Ｓ方程和ｋ－ε紊流模型方程组的方法，模拟钟形进水流道内水流的流动，并在流场数值模拟的基础对钟形流进水流道进行优化水力计算，给出了钟形进水流道最优水力设计准则。     

土石坝心墙裂缝发展的扩展有限元模拟

由于土石坝水力劈裂过程复杂,关于其发展机理目前仍有争议。无论是总应力法还是有效应力法都不能计算裂缝的扩展过程。为了进一步研究土石坝水力劈裂的发展机理,参照混凝土材料损伤模型的建模思路,根据土石坝水力劈裂中裂缝的形成过程,并结合非饱和土的力学特点,提出了压实黏土的孔隙扩展模型和裂缝张开模型,用来描述土样裂缝产生前后的状态。借助扩展有限元方法,对裂缝的扩展过程进行了数值模拟。最后通过一个简单的算例,验证了该方法的可行性。该方法对于水力劈裂的数值研究有一定的参考价值。     

分析管道顺序输送水力瞬变的动态网格特征线计算法

根据水击波传播的规律,提出了基于动态网格技术的特征线算法,有效解决了顺序输送水力瞬变的模拟计算问题。该方法物理意义明确,可灵活选取计算时步,且不存在数值振荡问题。实例计算结果表明,该方法模拟结果与实测值吻合较好。     

水力瞬变特征浅法和隐式差分法的对比分析

液体在长输管道内不稳定流动问题可以采用各种数值解法并借助计算机来进行处理，如特征线法、隐式差分法等。特征线法是广泛使用的数值方法，隐式差分法在液体长输管道不稳定流动问题分析中应用则比较少。分析了长输管道水力瞬变特征线法和隐式有限差分法的优缺点，并结合算例分析，指出隐式差分法适合于长输管道水力瞬变分析，计算误差 较小。     

明渠非恒定急变流断波要素的计算

在数学推导的基础上 ,建立了工程实际中最为常见的棱柱体梯形断面明渠非恒定急变流断波要素的水力计算公式 ,并将其简化为关于波高的高次代数方程 ,采用二分法求其数值解。对文中提出的公式和数值解法进行了验证。结果表明 ,给出的求解公式及计算方法是正确的 ,且稳定收敛、迅速准确     

无分叉灌溉渠道系统非恒定流计算机模拟模型

本文建立了一无分叉灌溉渠道系统非恒定流计算机模拟模型。渠道断面可以是规则的或不规则的；横向水工建筑物可以是水闸、堰，侧向水工建筑物可以是水闸、堰、水泵站，且可任意组合．该模型可用作渠道系统的设计，运行管理，自动化中水力计算的工具。     

斜式进水流道的优化水力计算

采用直接求解三维雷诺平均Ｎ－Ｓ方程和ｋ－ε紊流方程组的方法，模拟斜式进水流道内的流场，并在此基础上对三种角度的斜式进水流道进行优化水力计算，给出了斜式进水流道最优水力设计准则     

空间角度模式计算法的研究

古老的加·蒙日(G.Monge 1746～1818)的图解法,在现代工业生产中仍发挥着巨大作用,但此法缺乏数值的定量计算。本文根据生产和计算机辅助设计发展的需要,提出一种新的空间角度计算方法——模式计算法。该法具有直观简明、思路清晰和使用灵活等特点,达到了用简易的方法,解决复杂空间工程问题,而避免纯数学运算的目的。     

管道式喷灌系统水力计算的ESM方法

针对管道式喷灌系统的水力计算,剖析了目前采用的有限元法和Hathoot进步法等数解法的优点和局限性,结合进步法、退步法的计算思路,提出一种可以求解干管双向布置管道式喷灌系统的水力计算方法--改进步进法（ESM）.给出了详细的水力计算步骤及计算机流程图,并给出了实例.计算结果表明,ESM方法的水力学关系式准确和干管双向布置喷灌系统的水力学边界条件清晰,可有效解决干管双向布置的管道式喷灌系统的流量水头计算问题.     

采用辨识法确定管道沿程摩阻系数

管道瞬态水力计算可以采用特征线法,但其模拟结果的精度取决于管道沿线摩阻系数的选取.为缩小管道摩阻系数理论计算值与实际值存在的较大差异,对比分析了兰成渝成品油管道相关运行参数,指出采用辨识法确定管道各管段的摩阻系数,可以有效提高管道瞬态水力计算的精度.     

直接式管网叠压供水与传统供水方式的比较

直接式管网叠压供水系统由水泵、压力平衡器和变频数控柜三大部分组成。自来水流入压力平衡器，水泵从压力平衡吕吸水送至用户，这种供水方式能充分利用自来水管网的剩余压力，当用户所需水压为一设定值时，变频数控可根据自来水管网剩余压力的大小而自动调节水泵转速，补充压力值的不足部分，从而达到节能的目的，与传统供水方式相比，省去了水池和水箱，节省了土建投资，比较两种供水方式的优缺点，通过工程实例得到如下结论：叠压供水方式比传统供水方式节能约50％，节省占地面积80％和工程造价约47％。此外，对叠压供水设备推广用于消防给水进行了可行性分析。     

碗牛坝水电站突甩负荷过渡过程数值计算

以有压管道非恒定流微分方程组为基础 ,结合碗牛坝水电站具体边界条件 ,建立了基于特征线法的描述水电站突甩负荷过渡过程的数值模型 ,全面细致地模拟出了该电站突甩负荷过渡过程中任一时刻压力管道任一断面各水力要素和机组各工况参数的瞬变规律 ,为该电站的设计及安全稳定运行提供了技术依据 ,对类似工程也有一定的参考价值。     

江都抽水站经济性运行决策的研究

本文在长江潮位预报和感潮河道水流运动研究的基础上,根据大型立式轴流泵全调节性能特性,运用系统优化的原理和方法,建立了江都抽水站第四站在满足抽水流量要求的前提下,利用长江潮汐变化规律,进行经济性运行方案决策的优化模型,编制了电算程序。决策结果表明,在相同的运行条件下,优化运行方案与现行的运行方案相比,泵站提水单位流量所耗用的功率下降15％左右,泵站效率明显提高,经济效益显著。