管网系统中压力和流量瞬态特性的数值计算与实验研究

摘要

水力管网系统中非定常流动特性的研究具有重要的理论意义与工程应用价值。本文基于特征线数学理论，针对水力管网的非定常流动，通过局部阻力与粘性修正的简化，专门推导了水力管网系统中粘性流体流动瞬态特性基本方程的特征线方程、特征关系式和数值求解方法，以及求解水力管网系统特征线方程的边界条件建立。　　本文首次创造性设计了水力管网系统瞬变特性研究的模拟实验装置，包括流量传感器、压力传感器、快速电磁阀、高速数据采集系统、数据分析处理系统等，并进行了各种瞬态流动特性的实验研究，获得了一系列具有工程应用价值的实验数据。　　结合模拟实验装置的管网流体流动，运用本文推导的特征线方程模型，进行了流体瞬态特性的大量数值计算，数值模拟的边界条件和初始状态参照实验中的实际对应工况。　　结果表明，本文推导的带修正的拟特征线数值计算方法的结果与我们的实验数据基本吻合，本文的计算方法可以应用到水力管网系统中非定常流动特性的工程分析与设计研究。

目录

摘要

第一章绪论

§1.1概述

§1.2论文背景及研究意义

§1.3本文的研究内容

§1.4本文的特色与创新之处

第二章流体网络的理论分析

§2.1流体网络简介

§2.2流体网络的基本参数

§2.3流体管路模型理论

§2.4流体网络瞬变理论

§2.5特征线理论简介及其数学原理

第三章流体管网瞬变特性的数值模拟

§3.1流体管路特征方程和特征关系式及其数值求解方法

§3.2流体管路特征方程的边界条件

§3.3流体在几种具体管道中的瞬变特性

§3.4水力管网瞬变特性的数值计算

第四章流体管网瞬变特性的实验研究

§4.1实验目的与方案的设计

§4.2实验前的准备工作

§4.3实验步骤介绍

§4.4实验数据的分析与处理

§4.5实验结果与数值计算结果的对比分析

第五章全文总结与展望

§5.1全文总结

§5.2前景与展望

参考文献

致谢