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⛄ 内容介绍
基于特征线法的管道瞬变流计算是一种常用的方法，用于模拟管道系统中瞬时流动的行为。下面是该方法的基本原理和步骤：
- 管道系统建模：将管道系统转化为数学模型，包括管道的几何形状、管道材料的特性、边界条件等。通常使用一维流体力学方程（如守恒方程）来描述管道内的流动。
- 特征线法简介：特征线法是一种数值求解偏微分方程的方法，适用于描述瞬态流动问题。它基于偏微分方程的特征线方程，将问题转化为沿着特征线方向进行的积分计算。
- 特征线计算：根据管道系统的几何形状和初始条件，确定特征线的初始位置和方向。特征线表示了流体质点在时间和空间上的变化轨迹。
- 特征线积分：沿着特征线方向进行积分计算，求解流体参数（如压力、速度等）在每个时间步长和空间位置上的数值。通常使用数值积分方法（如欧拉法、龙格-库塔法等）进行计算。
- 边界条件处理：根据管道系统的边界条件，对特征线上的流体参数进行修正。常见的边界条件包括入口条件、出口条件以及管道连接处的条件等。
- 时间步长递推：根据所选的数值积分方法，递推计算每个时间步长上的流体参数。需要根据问题的稳定性和精度要求，选择合适的时间步长。
- 终止条件：根据预设的终止条件（如达到指定时间、达到稳态等），判断是否终止计算。
- 结果分析：根据计算结果，对瞬变流的行为进行分析和评估。可以考虑流速、压力等参数的变化情况，以及可能出现的冲击波、液体撞击等现象。
⛄ 部分代码
% 假设阀门瞬间关闭% 初始数据:clearticL=3000; % 管线长度Hr=70; % 泵压力N=10; % 分段数NS=N+1; % 节点数e=0.001651; % 壁厚m,0.065''D=0.00635-2*e; % 管道内径K=2.1e+9; % 流体体积弹性系数Rho=1000; % 液体密度kg/m^3E=2.1e11; % 弹性模数tocplot(time,H(:,N+1))% hold on% plot([0,t_max],[Hr,Hr],'b:') % 选取阀门处压力值绘制曲线图% hold on% plot([0,t_max],[0,0],'b:') % 选取阀门处压力值绘制曲线图title('MOC-阀门处圧力曲线');xlabel('单位：s');ylabel('单位：m');
⛄ 运行结果
⛄ 参考文献
[1] 周领,陆燕清.排水管道瞬变流的SWMM模拟能力研究[J].中国给水排水, 2022(005):038.
[2] 周领,陆燕清.排水管道瞬变流的SWMM模拟能力研究[J].[2023-07-10].
[3] 岑康.液体管道瞬变流动分析及其应用研究[D].西南石油大学,2006.
