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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：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
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。
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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
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。
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Patent Agency Ranking
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
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。
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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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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
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。
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公开(公告)号：CN214705164U
公开(公告)日：2021-11-12
申请号：CN202120147708.5
申请日：2021-01-20
Applicant: 河海大学
IPC: G09B23/40
Abstract: 本实用新型公开了一种研究地下水运动的实验装置，包括砂槽(6)，所述砂槽(6)内放置有填充物，所述砂槽(6)的左端通过第一输水管(4)与第一多通道蠕动泵(3)的出口端相连，所述第一多通道蠕动泵(3)的进口端与清水瓶(1)或者示踪剂瓶(2)连通，所述砂槽(6)的右端通过第二输水管(8)与第二多通道蠕动泵(9)的进口端相连，所述第二多通道蠕动泵(9)的出口端与出水槽(10)连通。本实用新型提供的一种研究地下水运动的实验装置，方便操作且地下水模拟效果较好。
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