输水管线启动充水多段气团水力瞬变模拟研究

作     者：周领 蔡彬豪 胡朝仲 冯瑞琳 ZHOU Ling;CAI Binhao;HU Chaozhong;FENG Ruilin

作者机构：河海大学水利水电学院江苏南京210098 长江保护与绿色发展研究院江苏南京210098 云南水利水电职业学院水利工程学院云南昆明650499 

出 版 物：《华中科技大学学报(自然科学版)》 (Journal of Huazhong University of Science and Technology(Natural Science Edition))

年 卷 期：2025年第53卷第2期

页      面：158-165页

核心收录：

学科分类：080103[工学-流体力学] 08[工学] 080104[工学-工程力学] 081502[工学-水力学及河流动力学] 0815[工学-水利工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51679066) 云南水利水电职业学院基金资助项目(2023SZYKL006) 

主　　题：有压输水管线 滞留气团 启动充水 有限体积法 多水气交界面 

摘      要：针对输水系统启动充水过程水气耦合瞬变流现象,推导建立了管道含多段滞留气团的快速充水过程数值仿真模型.采用二阶有限体积法Godunov格式对弹性水体基本控制方程进行离散,提出虚拟单元法来实现动态追踪多个水气交界面.搭建了水气耦合瞬变实验系统,验证了所建模型的准确性.随后针对某实际输水系统发生的爆管事故进行了模拟与分析,结果表明:系统充水过程中发生水流冲击多段滞留气团的现象,当充水流量较大、初始滞留气团体积偏小时,可能引起较高的压力波动,而超过其管线设计承压限值.提出了仿真技术及防止危险事故发生的运行措施,可为输水管道系统的建设与运行提供技术参考.