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波特性法WCM与线性特征法MOC分析结果比较
1、波特性法及Surge2018简介
波特性法和特征线法是目前用来求解两个基本偏微分方程最常用的方法,具有物理概念清晰直观,边界条件便于计算机编程等优点。鉴于特征法存在求解步骤繁琐,迭代计算次数多等缺点,用于长距离泵站管路系统的停泵水锤计算时,其计算次数可达波特性法的几个数量级。
波特性法是美国肯塔基大学土木工程系的Don. J. Wood教授提出的,以瞬态管流源于管道系统水力扰动所产生的压力波的发生和传播这一物理概念为理论基础,通过追踪水锤波的发生、传播、反射和干射,来计算各节点不同时段的瞬态压力值。在Journal AWWA上发表的多篇论文以及《Pressure Wave Analysis of Transient Flow in Pipe Distribution Systems》一书中,Wood教授对波特性法作了详细的介绍,并通过数值模拟及工程验证,对波特性法和特征线法进行了大量对比。结果表明,波特性法与特征线法具有同等的准确性,两者的计算结果完全吻合。鉴于波特征法的特殊计算理论基础,它又具有特征线法所不具备的高效的计算速度,在大型管网系统水力分析方面具有相当的优势[27-32]。
Surge2018是Wood教授利用波特性法开发的水锤模拟软件,已经有几十年的应用历史,其准确性已通过了大量规模不等的试验验证。由于该软件几乎纳入了所有实际的泵站管路系统元件,并配以相应的计算模型,直观易懂,易于建模,为广大泵站管路系统设计人员和相关科研究工作者所青睐。本文将运用水锤分析软件Surge2018对事故停泵水力过渡过程中的相关元件的水力特性进行数值模拟计算。
2、边界条件及计算模型
3、停泵水锤防护措施
4、 MOC与WCM分析结果比较
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