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公开(公告)号：CN105512363B
公开(公告)日：2018-10-23
申请号：CN201510833139.9
申请日：2015-11-25
Applicant: 河海大学 , 宿迁市河海大学研究院
IPC: G06F17/50
Abstract: 本发明公开了一种基于Godunov格式的有压管道中水柱分离的模拟方法，该方法首先将计算域离散成计算网格单元，建立瞬变流基本微分方程的离散格式；然后采用时空均为二阶精度的Godunov格式求解纯对流时，单元控制体的数值通量；接着，基于二阶Runge‑Kutta离散格式的时间算子分裂法，在纯对流控制方程的解中引入源项，从而得到最终解的二阶显式有限体积法(FVM,Finite Volume Method)Godunov格式；最后，根据算得的压力判定是否发生水柱分离：若已形成，则进行水柱分离模块计算；反之，进入下一时步计算。此外，本发明通过引入斜率限制器来抑制虚假的数值振荡。本发明可对输水管道系统中瞬变蒸汽空化现象进行准确、严格的数值模拟和瞬变分析，从而达到规避工程风险，保护水利系统的安全的目的。
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公开(公告)号：CN105302997B
公开(公告)日：2018-10-23
申请号：CN201510827880.4
申请日：2015-11-25
Applicant: 河海大学 , 宿迁市河海大学研究院
Abstract: 本发明公开了一种基于计算流体动力学(CFD,Computational Fluid Dynamics)的液柱分离‑弥合水锤的模拟方法，通过三维建模、网格划分，首先进行水体单相可压稳态计算，得到稳态流场；然后进行液柱分离气液两相瞬变流动计算；最后，利用后处理软件对计算结果进行处理。本发明在同时考虑水体、蒸汽压缩性的基础上，考虑气液之间质量传输，且无需区分液柱分离类型，从而在一定程度上简化了数学模型及其求解方法，模拟准确度较高，且不会出现类似一维模拟中的不真实的压力脉冲，并实现了液柱分离过程中空穴初生—发育—溃灭过程的可视化。
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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
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。
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公开(公告)号：CN113674865A
公开(公告)日：2021-11-19
申请号：CN202110987288.6
申请日：2021-08-26
Applicant: 佳木斯大学附属第一医院 , 河海大学
IPC: G16H50/50 , G06F30/28 , G06F119/14 , G06F113/08 , G06F111/10
Abstract: 本发明公开了一种基于瞬变特性的心血管系统数据平台内置处理方法，包括如下步骤：构建考虑动态摩阻和管壁粘弹性的心血管系统血液流动瞬变方程；建立计算网格，根据特征线法将双曲偏微分方程组转化为常微分方程组，积分得到特征线方程；求解血管壁迟滞应变对时间的偏微分；将Kagawa动态摩阻模型和偏微分引入特征线方程；考虑边界条件，得出并处理计算结果。本发明采用一维模型代替了现有的三维CFD进行建模，突破了现有心血管系统数据平台难以采用一维模型进行建模的技术瓶颈，不但使得建模简单、通用性强、模拟时间短，而且考虑了血管壁的动态摩阻效应和粘弹性效应，更符合实际情况，提升了平台的仿真精度。
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公开(公告)号：CN111339701B
公开(公告)日：2021-02-12
申请号：CN202010118255.3
申请日：2020-02-26
Applicant: 河海大学
IPC: G06F30/23 , G06F30/28 , G06F30/17 , G06F111/10 , G06F113/08 , G06F113/14 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开了一种基于Brunone动态摩阻的管道泄漏特性Godunov模拟方法，首先构建了含Brunone动态摩阻模型的非恒定管流控制方程；然后根据有限体积法Godunov格式建立泄漏管道计算网格系统，并将控制方程转化为黎曼问题；接着采用二阶Godunov格式计算网格交界面通量；随后处理包含泄漏处的边界条件，计算控制体内部流体变量和控制体泄漏边界处流体变量。本发明可以解决MOC格式中非常困难和复杂的动态摩阻模型的二阶精度问题，从而更加准确、高效的模拟泄漏管道水力瞬变特性，确保管道系统的泄漏检测和安全运行。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN111414683A
公开(公告)日：2020-07-14
申请号：CN202010179725.7
申请日：2020-03-16
Applicant: 河海大学
IPC: G06F30/20 , G06F111/10
Abstract: 本发明公开了一种考虑动态摩阻的水气耦合瞬变流的模拟方法，包括如下步骤：提出关键性假设；将管道系统内瞬变流划分为水体、水-气交界面、滞留气团三大部分，并分别建立相应的控制方程；分别添加三种动态摩阻模型至控制方程形成的数学模型中，分别为原始的基于卷积的动态摩阻模型、优化的基于卷积的动态摩阻模型和基于瞬时加速度的动态摩阻模型；设置初始条件和边界条件；求解控制方程进行数值模拟。本发明在已有的一维模拟方法的基础上，首次考虑了动态摩阻对模拟结果的影响，并分析了不同动态摩阻模型在数值模拟中表现出的差异，从而为更准确的模拟水气耦合瞬变流现象提供了理论依据。
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公开(公告)号：CN106844913A
公开(公告)日：2017-06-13
申请号：CN201710012823.X
申请日：2017-01-09
Applicant: 河海大学
CPC classification number: G06F17/5086 , G06F2217/34 , G06F2217/78 , G06T17/00
Abstract: 本发明公开了一种基于计算流体动力学(CFD,Computational Fluid Dynamics)的管道快速充水过程中滞留气团热力学特性的模拟方法，首先进行三维建模、网格划分，然后采用VOF(Volume Of Fluid)方法进行气水两相瞬变流动计算；最后，利用后处理软件对计算结果进行处理。本发明在同时考虑水体、气体压缩性的基础上，考虑水体‑气体‑固体壁面之间的热传导及对流传热效应，从而更准确地模拟快速充水过程中能量耗散，进而更深入地研究该过程中气‑水耦合作用及气团热动力学特性。
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公开(公告)号：CN106777770A
公开(公告)日：2017-05-31
申请号：CN201710012760.8
申请日：2017-01-09
Applicant: 河海大学
IPC: G06F17/50
CPC classification number: G06F17/5018 , G06F2217/34
Abstract: 本发明公开了一种基于有限体积法的输水管道中空穴流的模拟方法，该方法首先构建含自由气体的瞬变流基本控制方程；然后根据有限体积法(FVM,Finite Volume Method)建立含自由气体的网格系统，并离散控制方程；接着，采用时空均为二阶精度的Godunov格式计算纯对流时控制单元界面处的通量；再接着，在上述解中引入源项，得到离散方程解的二阶显式FVM‑Godunov格式；最后，根据计算得到的压力采用两种方法修正压力并计算气穴体积。此外，本发明通过引入斜率限制器来抑制虚假的数值振荡。而压力修正系数C‑ap的引入，成功考虑了自由气体、空穴对压力的影响，且消除了空穴流压力峰值附近的非真实脉冲，从而更准确地模拟输水管道系统中的空穴现象。
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公开(公告)号：CN119538464A
公开(公告)日：2025-02-28
申请号：CN202411611571.9
申请日：2024-11-12
Applicant: 河海大学
IPC: G06F30/18 , G06F30/28 , G06F113/08 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开了一种基于一维气水流体模型的管道多流态FVM模拟方法，包括如下步骤：构建并改进管道非定常气水流体模型一维控制方程，使得该方程能同时满足塞状瞬态流、有压水锤瞬态流和自由表面瞬态流，并通过统一的求解框架实现不同流态之间的无缝衔接。采用“罗·菲利普”格式的有限体积法(FVM法)对三种流态进行统一求解，克服了不同流态适用热力学基本关系和波速方程差异的挑战，使改进的一维多方程流体模型能够同时模拟多种流态。最后用该模型对三种流态的模拟进行了模型评价验证。本发明方法为实际长距离输水系统、雨洪系统、长距离供水系统的实时控制模拟提供了稳定性和精度保障，对提升这些复杂水利工程的模拟精度和可靠性具有重要意义。
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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
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。
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