瞬变流中MIAB摩阻模型的数值模拟研究.pdf

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1、第36卷第1O期人民黄河Vo1．36．No．102014年1O月YELL0WRIVEROet．．2014【工程勘测设计】瞬变流中MIAB摩阻模型的数值模拟研究黄伟，董亮，闫宇翔，张泽宇(太原理工大学水利科学与工程学院，山西太原030024)摘要：水力瞬变现象是长距离输水系统安全运行时需要考虑的主要问题。由于传统“拟稳态”模型不能准确预测压力波的峰值以及水锤波的衰减过程，因此引入更准确的非恒定摩阻模型模拟瞬变流成为工程安全运行研究的重要内容。本文利用模型试验，通过采用恒定摩阻模型及MIAB摩阻模型进行数值模拟计算，定量分析了两种模型的模拟计算结果与实测压力值的吻合程度，对比分析模型的优劣，

2、提出了通过改进Brunone摩阻系数k的经验公式、现场校正波速和摩阻系数fZL研究长距离复杂供水系统的瞬变流动特性，以期进一步提高MIAB摩阻模型模拟计算精度。关键词：长距离输水系统；MIAB摩阻模型；瞬变流；摩阻系数中图分类号：TV68文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．1000—1379．2014．10．035StudyonNumericalSimulationofMIABFrictionModeltoTransientFlowHUANGWei，DONGLiang，YANYu-xiang，ZHANGZe—yu(CollegeofWaterConservancyScie

3、nceandEngineering，TaiyuanUniversityofTechnology，Taiyuan030024，China)Abstract：Hydraulictransientphenomenonisthemainproblemneedtobeconsideredinsafeoperationoflong—distancewatertransportationsystem．Becauseofthetraditional”quasi·steady”modelcannotaccuratelypredictthepeakofpressurewaveandthedecayproce

4、ssofwaterhammerwave．sotheintroductionofamoreaccuratesimulationofunsteadyfrictionmodeltransientflowsbecomeanimportantcontentinpmjectsafeoperationresearch．Inthispaper，basedonmodeltest，numericalsimulationwascarriedoutbyusingaconstantfrictionmodelandMIABfrictionmodel，quan-titativelyanalyzedtheagreeme

5、ntbetweenthecalculatedresultsoftwokindsofmodelandthemeasuredpressurevalue，then，thepriorityorderofmodelswasdiscussedbycomparativeanalysis．ItputforwardamethodtofurtherimprovetheMIABfrictionmodelsimulationaccuracybyimprovingtheempiricalformulaofBrunonefrictioncoeficientk，fieldcorrectionofvelocityand

6、frictioncoeficientfandresearchingthetransientflowcharac—teristicsofcomplexlongdistancewatersupplysystem．Kwords：long—distancewatertransportation；MIABfrictionmodel；transientflows；frictioncoeficient的研究越来越深入，仍采用“拟稳态”假设将不能准确预测此后1研究背景水锤波具体的衰减过程以及出现的波形畸变现象。本文以模型试验数据为依据，尝试利用传统“拟稳态”模型、MIAB模我国城市的需水量与日俱增、水资

7、源时空分布不均，水资型对模型试验中的瞬变流动进行模拟，分析非恒定摩阻对模拟源供需矛盾Ft益加剧，水资源短缺已成为制约我国21世纪可结果的影响。持续发展的一个重要因素。长距离供水工程作为一种补给水源的水利工程，在水资源调配、跨流域引水、城市及工农业供水2MIAB瞬变流模型等方面举足轻重，是解决水资源分布地域差异、缓解供需矛盾的有效工程措施，已日益引起社会的广泛重视⋯。2．1基本方程长距离输水工程具有输水管线长、地形起伏多变、水流条19