清华大学学报(自然科学版)

作者：张东, 王恩志, 刘晓丽, 吴春璐

单位：清华大学 水利水电工程系, 北京 100084

关键词：管道流,明流-满流-混合流,扩散波动,扩散对流,多流态

基金：国家自然科学基金面上项目(52079068);国家自然科学基金重大项目(52090081);国家自然科学基金重点项目(41831290);陕西省科技厅联合基金项目(2021JLM-54)\r\n

管道明-满流及混合流流动过程的数值模拟存在计算稳定性差、成本高的问题,尤其在如岩溶区长期水动力预测方面,急需准确、稳定性强且成本低的物理数学模型。基于扩散波动近似和密度连续假设,该文考虑管道流动形式及流态变化过程,提出了多流态管道混合流扩散对流模型,并针对典型管道流问题进行了数值模拟来验证模型的适用性和准确性。结果表明,该模型的计算结果与理论解、SWMM (storm water management model)结果及实验数据十分吻合,准确地模拟瞬时管道混合流动过程。相比SWMM,该模型减弱了在明-满流交替界面的数值振荡现象,计算稳定性更好,对时空离散要求更低。该模型可以为管道长期水动力过程模拟预测如岩溶管道流模拟等提供理论和方法支撑。

来源：2023年第5期

《清华大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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