基于有限体积法Godunov格式的管道泄漏检测模型研究

摘要

针对管道泄漏问题,采用有限体积法Godunov格式对其进行数值建模和计算分析。通过Riemann对水锤方程进行离散,采用MUSCL-Hancock方法进行重构得到二阶精度的Godunov格式,为了避免虚假振荡引入MINMOD斜率限制器,结合泄漏边界条件建立泄漏检测模型。二阶Godunov格式与特征线法的计算结果一致,从而验证了所建模型的正确性。计算分析表明,泄漏管道的压力曲线发生衰减和变形,完整管道的压力曲线不发生衰减和变形;泄漏流量影响曲线的衰减幅度,泄漏流量越大曲线衰减幅度越大;泄漏点的数量决定曲线峰值处拐点数量;泄漏点位置决定曲线的形状和第一个波峰发生拐点的时间,从而可以根据泄漏管道的压力曲线,判断管道是否发生泄漏、泄漏点的数量、泄漏发生位置。这对管道泄漏监测具有重要理论意义和实际指导价值。