输水管线启动填充过程含滞留气团瞬变流数值模拟

摘要

针对长距离输水管道系统启动填充过程中水流冲击滞留气团的水气耦合瞬变流现象,考虑水体弹性、气体可压缩性、水-气交界面的动态运动以及多气团间的相互作用,推导建立含多段滞留气团的输水管线启动填充过程的数学模型.提出采用局部插值法动态追踪水气交界面,采用特征线法对数学模型进行求解.计算结果与试验结果的对比验证了该模型能够准确地模拟多段滞留气团的瞬变压力.算例分析表明,对于含1段滞留气团情况,随着气团长度增大,气团最大压力先增大后减小;随着阻断水体长度增大,气团最大压力逐渐增大.对于含2段滞留气团的情况,随着气团间阻断水体长度的增大,系统最大压力交替出现于上、下游气团.