留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

伴随层流-紊流交替的管流水击衰减特性分析

万五一 朱嵩 胡云进

万五一, 朱嵩, 胡云进. 伴随层流-紊流交替的管流水击衰减特性分析[J]. 应用数学和力学, 2010, 31(10): 1152-1159. doi: 10.3879/j.issn.1000-0887.2010.10.002
引用本文: 万五一, 朱嵩, 胡云进. 伴随层流-紊流交替的管流水击衰减特性分析[J]. 应用数学和力学, 2010, 31(10): 1152-1159. doi: 10.3879/j.issn.1000-0887.2010.10.002
WAN Wu-yi, ZHU Song, HU Yun-jin. Attenuation Analysis of Hydraulic Transients With Laminar-Turbulent Flow Alternations[J]. Applied Mathematics and Mechanics, 2010, 31(10): 1152-1159. doi: 10.3879/j.issn.1000-0887.2010.10.002
Citation: WAN Wu-yi, ZHU Song, HU Yun-jin. Attenuation Analysis of Hydraulic Transients With Laminar-Turbulent Flow Alternations[J]. Applied Mathematics and Mechanics, 2010, 31(10): 1152-1159. doi: 10.3879/j.issn.1000-0887.2010.10.002

伴随层流-紊流交替的管流水击衰减特性分析

doi: 10.3879/j.issn.1000-0887.2010.10.002
基金项目: 国家自然科学基金资助项目(50709029);水体污染控制与治理科技重大专项资助项目(2009ZX07424-004)
详细信息
    作者简介:

    万五一(1975- ),男,湖南安乡人,副教授,博士(联系人.E-mail:wanwuyi@zju.edu.cn).

  • 中图分类号: TV134.1;TV272.6

Attenuation Analysis of Hydraulic Transients With Laminar-Turbulent Flow Alternations

  • 摘要: 为了模拟低流速情况下的流态转换和水击波的实际衰减过程,针对管流瞬时流速接近临界流速而导致的层流-紊流交替出现的情况,分别将层流摩阻损失公式和紊流摩阻损失公式引入到传统的特征线法瞬变计算模型,建立改进后的瞬变模拟复合数学模型.通过数值方法对伴随层-紊流交替情况下的水击全过程进行模拟得到关阀瞬变的压力波动时程,与传统瞬变模型计算结果相比,该波动过程线具有更快的衰减速度.结果分析表明,瞬变波的衰减过程实质是弹性波的能量衰减过程,摩阻损失是导致瞬变波衰减的直接原因,当流速较大时,能量消散以紊流摩阻为主,当流速较小时,能量消散以层流摩阻为主.对于瞬变波衰减的模拟,考虑层流区的实际摩阻损失后的衰减速度比传统水击模型计算的衰减速度快,因此,在瞬变波衰减的模拟中必须充分考虑层流摩阻的效应.
  • [1] Wylie E B, Streeter V L. Fluid Transient[M]. New York: McGraw-Hill International Book Company, 1978: 131-143.
    [2] Silva A, Walter F, Chaudhry M H. Computation of energy dissipation in transient flow[J]. Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, 1997, 123(2): 108-115. doi: 10.1061/(ASCE)0733-9429(1997)123:2(108)
    [3] 沙毅,王春林,刘涛,邵霞,闻建龙.圆管流动水击压力波测量及水力计算[J].实验力学, 2007, 22(5):527-533.
    [4] Brunone B, Ferrante M, Cacciamani M. Decay of pressure and energy dissipation in laminar transient flow [J]. Journal of Fluids Engineering, Transactions of the ASME, 2004, 126(6): 928-934. doi: 10.1115/1.1839926
    [5] Wahba E M. Modelling the attenuation of laminar fluid transients in piping systems [J]. Applied Mathematical Modelling 2008, 32 (12):2863-2871.
    [6] 杨玲霞,李树慧,侯咏梅, 范如琴.水击基本方程的改进[J].水利学报,2007,38(8):948-952.
    [7] Jayasinghe D A P, Letelier M S,Leutheusser H J. Frequency-dependent friction in oscillatory laminar pipe flow [J]. International Journal of Mechanical Sciences, 1974, 16(11): 819-827. doi: 10.1016/0020-7403(74)90040-X
    [8] Arfaie M, Suwan K, Anderson A. Stability and accuracy of pipe friction approximations in method of characteristics solutions for waterhammer[J]. Mathematical Engineering in Industry, 1994, 4(4): 265-281.
    [9] Brunone B, Karney B W M, Mecarelli M F. Velocity profiles and unsteady pipe friction in transient flow[J]. Journal of Water Resources Planning and Management, 2000, 126 (4):236-244. doi: 10.1061/(ASCE)0733-9496(2000)126:4(236)
    [10] Masashi S, Jim B, Alan V. Estimating friction errors in MOC analyses of unsteady pipe flows[J]. Computers & Fluids, 2007, 36(7): 1235-1246.
    [11] Vardy A E, Hwang K L. Characteristics model of transient friction in pipes [J]. Journal of Hydraulic Research, 1991, 29(5): 669-684. doi: 10.1080/00221689109498983
    [12] Warda H A, Kandil H A, Elmiligui A A. Modeling unsteady friction in rapid transient pipe flows[J] AEJ - Alexandria Engineering Journal, 2001, 40(6): 783-795.
    [13] Brunone B, Golia U M, Greco M. Effects of two-dimensionality on pipe transients modeling [J]. Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, 1995, 121(12): 906-912. doi: 10.1061/(ASCE)0733-9429(1995)121:12(906)
    [14] 李进平,杨建东. 非恒定摩阻对管道水力过渡过程的影响[J]. 武汉大学学报(工学版),2002,35(2):13-17.
    [15] Pezzinga G. Evaluation of unsteady flow resistance by quasi-2D or 1D models[J]. Journal of Hydraulic Engineering, ASCE,2000, 126 (10):778-785. doi: 10.1061/(ASCE)0733-9429(2000)126:10(778)
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  1538
  • HTML全文浏览量:  139
  • PDF下载量:  1031
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  1900-01-01
  • 修回日期:  2010-08-25
  • 刊出日期:  2010-10-15

目录

    /

    返回文章
    返回