公开(公告)号：CN118364594B

公开(公告)日：2024-12-24

申请号：CN202410335384.6

申请日：2024-03-22

Applicant: 河海大学

Inventor： 周领 ,  许宇阳 ,  胡垠盈 ,  蔡彬豪 ,  王鹤鸣 ,  冯瑞琳 ,  陈千寻 ,  陆燕清

IPC: G06F30/18 ,  G06F30/28 ,  G06F111/10 ,  G06F113/08 ,  G06F113/14 ,  G06F119/14

Abstract: 本发明公开了上下波动管道内水流快速挤压多个气柱的数值模拟方法，首先，考虑到全部水体的可压缩性和管壁弹性，建立了特征线控制方程；接着，创建管道计算网格，以计算水体内部节点和各边界处的水头与流量；随后，对微段水体的水、气界面进行简化处理，引入了“弹性网格”假设。最后，通过对计算结果的处理，将其与实验和模拟结果进行对比验证。本发明引入了基于“弹性网格”模型的弹性水锤模型，以模拟上下波动管道系统内的水流快速挤压多个气柱问题，简化了局部网格插值格式下管道水、气界面处的计算方法，可以用于水、气界面的动态定位，既避免了局部网格插值的弹性水体模型在水、气界面定位时的繁琐和复杂，又可达到差异极小的计算精度。

公开(公告)号：CN119476122A

公开(公告)日：2025-02-18

申请号：CN202411621922.4

申请日：2024-11-14

Applicant: 河海大学

Inventor： 陆燕清 ,  周领 ,  陶智国 ,  冯瑞琳 ,  刘书瑜 ,  陈千寻 ,  许宇阳 ,  裴炜然 ,  王国森 ,  张梓茁 ,  王鹤鸣 ,  刘河

IPC: G06F30/28 ,  G06F113/08 ,  G06F119/14 ,  G06F111/10 ,  G06F113/14 ,  G06F111/08

Abstract: 本发明公开了一种考虑大型多竖井管道的改进混合流模拟方法，提出了改进混合流模型，将水体的两相组分法和离散气体相结合，并用随机选择法和高得诺夫型有限体积法结合求解，并考虑实际多竖井布局和大尺寸工程案例的适用性，可以改进混合流模拟的准确性、稳定性和实际适用性，准确定量表征混合流模拟中水气两相流的动态压力特性，并详细揭示了多竖井布局和比尺效应对混合流模拟的影响效应，对实际工程考虑大型多竖井复杂布局的混合流模拟和水力安全指导具有重要意义。

公开(公告)号：CN119294302A

公开(公告)日：2025-01-10

申请号：CN202411528236.2

申请日：2024-10-30

Applicant: 河海大学

Inventor： 冯瑞琳 ,  周领 ,  陶智国 ,  胡垠盈 ,  陆燕清 ,  陈千寻 ,  许宇阳 ,  田永薪 ,  蔡彬豪 ,  王栋仪 ,  王鹤鸣

IPC: G06F30/28 ,  G06F17/11 ,  G06F17/13 ,  G06F119/14 ,  G06F111/10 ,  G06F113/08

Abstract: 本发明公开了一种适用于大尺度输水系统纳入气体动态特性的模拟方法。该方法推导了气体的连续性方程和动量方程，构建代表气体动态特性的密度、波速、流速、参数的相关性；采用特征线法进行气体控制拟线性双曲偏微分方程的变换，将其转化为常微分方程并求解特征值；在水气交界面处联立推导后水体及气体全微分方程进行充水管道全域求解。本发明为快速填充过程的气水瞬变流现象开发了一种纳入气体动态特性考虑的有压弹性水柱充填模型，其提出的纳入气体特性考虑的模型模拟结果与考虑气体压力变化与气体体积变化呈相关性的模型模拟结果对比，前者可以反映气体内不同节点压力变化的区别，后者仅认为气体内部所有区域压力一致，两种模型模拟结果与实验数据对比表明，纳入气体特性的气水瞬变流模型更加准确，特别是在大尺度管道系统中，不考虑气体特性的模型将低估压力瞬变过程中的压力峰值。

公开(公告)号：CN114417749B

公开(公告)日：2024-12-24

申请号：CN202210065675.9

申请日：2022-01-20

Applicant: 河海大学

Inventor： 周领 ,  陆燕清 ,  李赟杰 ,  胡垠盈 ,  方浩宇 ,  薛子剑 ,  刘德有

IPC: G06F30/28 ,  G06F113/08 ,  G06F119/08 ,  G06F119/14 ,  G06F111/10

Abstract: 本发明公开了一种考虑截留空气能量耗散的快速填充垂直管道模拟方法，包括：建立运动气水界面的连续性方程和压力平衡方程；以水锤理论为基础，结合封闭式气囊的传热原理和理想气体的方程构建传热模型；采用一阶局部MOC插值界面跟踪方法求解考虑非定常摩擦的填充水柱控制方程和空气传热方程，计算获取到移动空气‑水界面的气压、速度和位置；利用龙格‑库塔四阶数值积分法求解；根据求解结果进行模拟，获取到模拟结果。本发明研究考虑截留空气能量耗散的传热模型，能够解释相关实验的白雾和热管壁现象、解决传统模型的准确度问题，对于实际快速填充垂直管道中截留气穴的传热和剧烈的空气‑水相互作用的能耗模拟具有重要意义。

公开(公告)号：CN118484898A

公开(公告)日：2024-08-13

申请号：CN202410109091.6

申请日：2024-01-26

Applicant: 河海大学

Inventor： 胡垠盈 ,  周领 ,  许宇阳 ,  陆燕清 ,  冯瑞琳 ,  陈千寻 ,  陶智国 ,  田永薪 ,  蔡彬豪 ,  张梓茁

IPC: G06F30/18 ,  G06F30/23 ,  G06F30/28 ,  G06F111/10 ,  G06F113/14 ,  G06F113/08 ,  G06F119/14

Abstract: 本发明公开了一种基于渐变窄缝法的明满混合流FVM模拟方法，包括如下步骤：构建管道非定常明满混合流基于渐变窄缝法的一维流动控制方程；采用有限体积法求解采用渐变窄缝法的一维非定常明满混合流动控制方程，在FVM求解过程中对间断问题采用精准黎曼求解器，避免了近似求解的不精准问题；并用无导数的三阶迭代方法求精准黎曼解，避免函数无导数的问题；最后进行模型评价验证。本发明利用渐变窄缝法来模拟明满混合流，能够解决常用窄缝法在模拟明满混合流瞬变过程中，管道从自由表面流状态转变为满管流状态过程中产生的虚拟数值问题。对于实际雨洪系统、长距离供水系统的实时控制模拟的稳定性、精度具有重要意义。

公开(公告)号：CN115310382A

公开(公告)日：2022-11-08

申请号：CN202210949016.1

申请日：2022-08-09

Applicant: 河海大学

Inventor： 陆燕清 ,  周领 ,  车同川 ,  薛子剑 ,  冯瑞琳 ,  李赟杰

IPC: G06F30/28 ,  G06F113/08 ,  G06F119/14

Abstract: 本发明公开了一种考虑气体释放的两相均质瞬变流高德诺夫模拟方法，包括：基于单一等效流体假设，通过脱气系数Gs动态地耦合气体空隙率与流动参数之间的两相瞬态流关联，计算管道主体的质量和动量通量；引入马松‑汉高科方法的全变差衰减约束来重构二阶精度高德诺夫模型，并且在模型中引入边侧双虚拟网格；根据管道主体的质量和动量通量，通过高德诺夫模型得到模拟结果。本发明有利于均质气液两相瞬态事件的物理机制探究和精确模拟，并实现或改进管道输水系统的安全操作方案。

公开(公告)号：CN118484898B

公开(公告)日：2024-11-22

申请号：CN202410109091.6

申请日：2024-01-26

Applicant: 河海大学

Inventor： 胡垠盈 ,  周领 ,  许宇阳 ,  陆燕清 ,  冯瑞琳 ,  陈千寻 ,  陶智国 ,  田永薪 ,  蔡彬豪 ,  张梓茁

IPC: G06F30/18 ,  G06F30/23 ,  G06F30/28 ,  G06F111/10 ,  G06F113/14 ,  G06F113/08 ,  G06F119/14

Abstract: 本发明公开了一种基于渐变窄缝法的明满混合流FVM模拟方法，包括如下步骤：构建管道非定常明满混合流基于渐变窄缝法的一维流动控制方程；采用有限体积法求解采用渐变窄缝法的一维非定常明满混合流动控制方程，在FVM求解过程中对间断问题采用精准黎曼求解器，避免了近似求解的不精准问题；并用无导数的三阶迭代方法求精准黎曼解，避免函数无导数的问题；最后进行模型评价验证。本发明利用渐变窄缝法来模拟明满混合流，能够解决常用窄缝法在模拟明满混合流瞬变过程中，管道从自由表面流状态转变为满管流状态过程中产生的虚拟数值问题。对于实际雨洪系统、长距离供水系统的实时控制模拟的稳定性、精度具有重要意义。

公开(公告)号：CN118364594A

公开(公告)日：2024-07-19

申请号：CN202410335384.6

申请日：2024-03-22

Applicant: 河海大学

Inventor： 周领 ,  许宇阳 ,  胡垠盈 ,  蔡彬豪 ,  王鹤鸣 ,  冯瑞琳 ,  陈千寻 ,  陆燕清

IPC: G06F30/18 ,  G06F30/28 ,  G06F111/10 ,  G06F113/08 ,  G06F113/14 ,  G06F119/14

Abstract: 本发明公开了上下波动管道内水流快速挤压多个气柱的数值模拟方法，首先，考虑到全部水体的可压缩性和管壁弹性，建立了具有局部变网格的特征线控制方程；接着，创建管道计算网格，以计算水体内部节点和各边界处的水头与流量；随后，对微段水体的水、气界面进行简化处理，引入了“弹性网格”假设。这一假设专注于处理管道内各段滞留气柱和阻断水体的动态水气交界面，用于计算动态边界的水头、流量，并判断下一时步的气柱位置和大小。最后，通过对计算结果的处理，将其与实验和模拟结果进行对比验证。本发明引入了基于“弹性网格”模型的弹性水锤模型，以模拟上下波动管道系统内的水流快速挤压多个气柱问题，简化了局部网格插值格式下管道水、气界面处的计算方法，可以用于水、气界面的动态定位，既避免了局部网格插值的弹性水体模型在水、气界面定位时的繁琐和复杂，又可达到差异极小的计算精度。

公开(公告)号：CN114970053A

公开(公告)日：2022-08-30

申请号：CN202210247502.9

申请日：2022-03-14

Applicant: 河海大学

Inventor： 吴金远 ,  周领 ,  胡垠盈 ,  陆燕清 ,  王宁 ,  李赟杰

IPC: G06F30/18 ,  G06F30/28 ,  G06F17/16 ,  G06F113/08 ,  G06F119/14

Abstract: 本发明公开了一种基于有限体积法的抽水蓄能电站水力瞬变的模拟方法，包括：将管道非定常流方程改写成经典水锤方程；基于FVM，进行离散，得到有压管道内各单元体的积分求解公式；采用Riemann问题的求解格式，得到各控制体边界处的通量计算形式；根据二阶Godunov的求解格式，进行通量求解，得到各单元体边界处二阶精度的通量计算值；通过时间积分将源项合并，得到机组控制方程；根据Riemann不变量方程，采用添加虚拟体的方式对边界处进行计算；对计算结果进行处理，进行对比验证。本发明将水泵水轮机的控制方程与虚拟体进行结合，可以更方便的处理抽水蓄能电站管网系统中MOC需要进行波速调整、简化模型等带来的计算复杂、精度较低的问题。

公开(公告)号：CN114372430A

公开(公告)日：2022-04-19

申请号：CN202210050262.3

申请日：2022-01-17

Applicant: 河海大学

Inventor： 胡垠盈 ,  周领 ,  李赟杰 ,  陆燕清 ,  冯瑞林 ,  潘天文 ,  方浩宇

IPC: G06F30/28 ,  G06F30/18 ,  G06F30/23 ,  G06F119/14 ,  G06F119/12 ,  G06F113/14 ,  G06F111/04

Abstract: 本发明公开了一种考虑非定常摩擦模型的自由表面瞬态流的FVM模拟方法，包括如下步骤：构建包含布鲁诺非定常摩擦模型的管道自由表面瞬态流动控制方程；根据有限体积法的计算特性，将计算区域进行网格划分；采用有限体积法计算包含了布鲁诺非定常摩擦模型的自由表面流动；进行模型评价验证。本发明利用改进的布鲁诺非定常摩擦模型的FVM来模拟管道自由表面瞬变问题，能够解决现存特征线MOC格式中存在的质量不守恒、库朗特数小于1.0时模拟耗散大以及恒定摩擦模型不精确的问题，同时也能达到更高的精度，以达到实际系统中能实时准确模拟，对于实际管道系统的实时控制模拟的精度、稳定性以及效率具有重要意义。