有压管道内关阀水锤的三维模拟研究
A Three-Dimensional Simulation about Water Hammer Caused by Valve Closure in Pressure Pipeline
摘要: 本文研究了管道中因球阀关闭引起的直接水锤。基于计算流体力学通用软件,通过引入水体可压缩性的源项,实现了三维水锤建模和模拟。已有实验结果验证了所建三维模型能准确模拟关阀过程中水锤压力波动。与一维现有的计算模型相比,三维模型不仅能模拟出更为精确的压力变化,而且,能直观的再现发生直接水锤过程中的液体内部三维流场。同时,分析了阀门处形状和阀门关闭时间对结果的影响。所建模型实现了水锤的更为准确、精细的模拟,具有重要的理论意义和实际工程价值。
Abstract:
In this paper we study the case that ball is closing in a pressure pipeline. The main research method is computational fluid dynamics software; here we introduce the source term: the compressibility of water. The target of building model and simulation for three-dimensional water hammer are accomplished. Experimental results are used to verify that the three-dimensional model can simulate the pressure of water hammer accurately when valve is closing. Compared with one-dimensional model, three-dimensional model is more precise, and the three-dimensional flow fluid during the direct water hammer can also be demonstrated vividly. The shape of valve and the valve closure time are also studied. On the basis of three-dimensional model, we can simulate the water hammer more accurately and precisely. The results have important theoretical value and practical engineering value.
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