基于MacCormack格式的变网格瞬变流模拟

• 作者: 万五一 张永进 陈潇逸
• 来源期刊: 水利学报
• 学科: 工学
• 关键词: 水锤 数值模拟 MacCormack格式 离散网格 变步长
• 年，卷（期）: 2020,（11）
• 页码范围: 1315-1324
• 页数: 10页
• 分类号: TV136
• 语种: 中文
• DOI: 10.13243/j.cnki.slxb.20200442

摘要

输水工程中的水锤现象是设计和运行部门极为关注的问题,数值模拟是管路系统中水锤压力预测和控制的重要环节.为了对变特性管路系统的水锤进行数值模拟,建立了基于MacCormack格式的变空间步长的水锤计算模型(V-MCS).通过与经典的Method of Characteristics(MOC)方法及固定步长的MacCormack(MTMS)方法模拟结果的对比,对V-MCS方法进行了验证.采用V-MCS方法模拟了变特性管路系统中的水锤过程,获得了管道压力与流量波动过程以及全线极值压力分布情况.结果 表明,在变特性管路系统中,V-MCS方法可以有效地对复杂管路水锤现象进行模拟.该方法在空间网格划分上更为灵活,可根据计算需求对管道各个区域选取不等的空间步长,能在一定程度上减少计算断面数量,在不改变管路固有波速的情况下可实现对复杂管路系统的同步水锤模拟.