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基于瞬变流动分析的给水管网事件模型

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【中文关键词】 给水管网系统  瞬变流  特征线法  事件驱动模型  框架设计  数值模拟  
【摘要】 基于流体瞬变流动理论模型,对管网节点、水泵等边界条件的水力特性及模型方程的特征线解法进行了论述和分析;基于面向对象的分析和设计原理,对给水管网事件模型的框架架构进行了论述,应用给水管网事件模型对实例管网事件进行模拟演算并对结果进行分析。
【部分正文预览】

 现阶段给水管网分析模型主要有: 恒态分析(Steady State Analysis) 、延时分析( Extend PeriodAnalysis) 、水质分析(Water Quality Analysis) 等。恒态分析及延时分析模型主要是基于管网水力恒定流动分析的模拟;水质分析模型则是基于水流恒定流动基础之上,考虑水质组分的发展、衰变及扩散等。以上分析并未考虑流动状态变化时的水力过渡过程。当需要对管网系统进行控制,或由于某种原因而可能使管网构件(如水泵、阀门、管网用户节点等)状态改变,会导致管网系统产生流体瞬变流动现象。对这种现象必须有适当的考虑和预计,尽量减轻其对管网系统的损害。
实际上,这种瞬变流现象本质上是由于流体局部受力情况发生突然变化,力学平衡打破,产生压力波沿管道传播,压力波所到之处受力情况受到影响,到达边界时,受边界条件所限,产生反射波。瞬变流现象使管线上各点的水流速度和压力等各个参量随时间不断产生变化,直到由于阻力耗散项的作用下,达到另一个恒定流动状态。瞬变流就是描述水流由一个恒定流状态到另一个恒定流状态时,管网系统的水力各参量的时间、空间分布。
本文基于流体瞬变流动理论对给水管网事件建模,分析管网事件瞬变过程,对实例管网分析演算。

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