有压管道水击波动过程及优化控制的解析研究

摘要

为了实现阀调节对有压管道水击过程的精确控制,获得水击波动过程的解析解很有意义。该文在详细分析水击基本微分方程组及初边值条件的基础上,将波动方程在有限区间内的行波解应用于线性水击波动问题中。通过给定阀门处速度变化规律,引入曲线积分与路径无关条件,得到了阀门关闭过程中管道内无因次水击压强的精确解析解。应用Ritz法求解泛函极值,得到了使管道阀门处峰值压强为最小值时所对应的速度变化及相应的关阀规律。以此构建程序控制,就可最大限度地削减水击压强,以求通过阀门来实施对水击过程的主动控制。