输水管道内瞬变流特性的三维数值模拟研究

目录

声明

1. 绪论

1.1 研究背景及意义

1.1.1 研究背景

1.1.2 管道泄漏问题

1.2 国内外研究进展

1.2.1 管道泄漏定位主要的研究方法

1.2.2 瞬变流泄漏检测法发展历程

1.2.3 流固耦合（Fluid Structure Interaction/FSI）数值模拟仿真

1.3 本文的研究内容

2. 瞬变流CFD计算基础理论

2.1 流体仿真

2.1.1 瞬变流理论基础

2.1.2 流体仿真软件简介

2.1.3 流体数值模拟求解方式

2.2 ANSYS流固耦合数值模拟方法

3. 管道内单纯流体瞬变流数值模拟

3.1 概述

3.2 数值模拟计算

3.2.1 物理模型建立

3.2.2 紊流模型选取

3.2.3 网格无关性分析

3.2.4 网格划分

3.2.5 计算工况确定

3.3 计算模型与参数设置

3.3.1 计算模型选择

3.3.2 计算参数设置

3.4 计算结果分析

3.4.1 稳态工况下管道泄漏孔处流场分析

3.4.2 管道弯头处流动状态对比

3.4.3 不同形状管道的瞬变流传播特性分析

3.4.4 泄漏管道内的瞬变流传播特性分析

3.5 本章小结

4. 考虑流固耦合效应管道内瞬变流数值模拟

4.1 数值模拟方案

4.1.1 模拟计算工况

4.1.2 模型与网格划分

4.1.3 参数设置与边界条件

4.2 计算结果及分析

4.2.1 计算结果验证

4.2.2 管道线性填充效应分析

4.2.3 管道弯头处压力波传播分析

4.3 本章小结

5. 瞬变法泄漏定位理论

5.1 直管纯流体瞬变流结果分析

5.2 管道泄漏定位试算

5.2.1 纯流体弯管工况泄漏定位试算

5.2.2 流固耦合工况泄漏定位试算

5.3 本章小结

6. 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望与不足

致谢

参考文献

攻读学位期间主要研究成果