536.2(075) Применение метода контрольного объема для расчета нестационарных процессов в трубопроводных системах

Волков В. Ю. (АО ОКБ "ГИДРОПРЕСС"), Голибродо Л. А. (АО ОКБ "ГИДРОПРЕСС"), Зорина И. Г. (МГТУ им.Н.Э.Баумана), Кудрявцев О. В. (АО ОКБ "ГИДРОПРЕСС"), Крутиков А. А. (АО ОКБ "ГИДРОПРЕСС"), Скибин А. П. (АО ОКБ "ГИДРОПРЕСС")

МЕТОД КОНТРОЛЬНОГО ОБЪЕМА, НЕСТАЦИОНАРНЫЕ ПРОЦЕССЫ, ГЛОБАЛЬНЫЙ ГРАДИЕНТНЫЙ АЛГОРИТМ, МЕТОД РАСЧЕТА


doi: 10.18698/2309-3684-2016-4-3446


Для моделирования трубопроводных систем совершен переход от методов, основанных на уравнениях массового баланса, базирующихся на первом и втором законах Кирхгофа, к математическому описанию гидравлической сети с помощью дискретизации уравнения неразрывности, для чего был применен метод контрольного объема. Представлено расширение разработанного метода контрольного объема для расчета нестационарных процессов потокораспределения в гидравлических сетях. Данное расширение метода разработано для медленно протекающих процессов в гидравлических сетях и не подходит для расчета быстро протекающих местных процессов, таких как гидроудар. Метод успешно апробирован на примере решения нескольких тестовых задач.


[1] Себиси Т., Брэдшоу П. Конвективный теплообмен. Физические основы и вычислительные методы. Москва, Мир, 1987, 592 с.
[2] Фомин А.А., Фомина Л.Н. О стационарном решении задачи течения несжимаемой вязкой жидкости при больших числах Рейнольдса. Математическое моделирование и численные методы, 2015, № 4 (8), с. 92–102.
[3] Меренков А.П., Хасилев С.Ю. Теория гидравлических цепей. Москва, Наука, 1985, 279 с.
[4] Cross H. Analysis of flow in networks of conduits or conductors. Engineering Experiment Station, University of Illinois, 1936, 38 p.
[5] Todini E., Pilati, S. A gradient method for the analysis of pipe networks. International Conference on Computer Applications for Water Supply and Distribution, UK, Leicester Polytechnic, 1987, 20 p.
[6] Zheng Y.W., Rong H.W., Walski T.M., Yang S.Y., .Bowdler D., Baggett C.C. Efficient pressure dependent demand model for large water distribution system analysis. 8th An. Intern. Symp. on Water Distribution System Analysis, USA, Cincinnati, Ohio, 2006, pp. 1–15.
[7] Creaco E., Franchini M. Comparison on Newton-Raphson global and loop algorithms for water distribution network resolution. Journal of Hydraulic Engineering, 2013, pp. 313–320.
[8] Todini E. On the convergence properties of the different pipe network algorithms. 8th Annual Water Distribution Systems Analysis Symposium. USA, Cincinnati, Ohio, 2006, pp. 1–16.
[9] Todini E., Rossman L.A. Unified Framework for Deriving Simultaneous Equation Algorithms for Water Distribution Networks. Journal of Hydraulic Engineering, 2013, vol. 139, no. 5, pp. 511–526.
[10] Rossman L.A. EPANET 2, User’s Manual. Water Supply and Water Resources Division National Risk Management Research Laboratory Cincinnati, OH 45268, 2000, 200 p.
[11] Giustolisi O., Laucelli D., Berardi L., Savic D.A. Computationally Efficient Modeling Method for Large Water Network Analysis. Journal of Hydraulic Engineering, 2012, vol. 134, no. 4, pp. 313–326.
[12] Todini E. Extending the Global Gradient Algorithm to Unsteady Flow Extended Period Simulations of Water Distribution Systems. Journal of Hydroinformatics, 2011, vol. 13, no. 3, pp. 167–180.
[13] Patankar S.V. Numerical heat transfer and fluid flow. Taylor and Francis, 1981, 196 p.
[14] Belova O., Skibin A., Volkov V. Control-volume Method for Extralarge Network Hydraulic Analysis. Journal of Hydroinformatics, 2014, no. 70, pp. 123–131.
[15] Giustolisi O., Berardi L., Laucelli D. Generalizing WDN Simulation Models to Variable Tank Levels. Journal of Hydroinformatics, 2012, no. 14, pp. 562–573.
[16] Wood D.J. Waterhammer Analysis — Essential and Easy (and Efficient). Journal of Environmental Engineering, 2005, vol. 131, no. 8, pp. 1123–1131.


Волков В. Ю., Голибродо Л. А., Зорина И. Г., Кудрявцев О. В., Крутиков А. А., Скибин А. П. Применение метода контрольного объема для расчета нестационарных процессов в трубопроводных системах. Математическое моделирование и численные методы, 2016, №4 (12), c. 34-46



Скачать статью

Количество скачиваний: 638