第!"卷第#期$%%#年#月浙!江!大!学!学!报!工学版"&’()*+,’-./012+*34*250)6278!9*32*00)2*3:;20*;0"<’,=!">’=#&(,=$%%#收稿日期#$%%?""%F=浙江大学学报!工学版"网址#@@@=1’()*+,6=A1(=0B(=;*!0*3基金项目#中国博士后科学基金资助项目"$%%!%D?$C!#=作者简介#万五一""F#?H#$男$湖南安乡人$博士生$主要从事管道输水的非恒定流研究=9KL+2,%@+*@(82!A1(=0B(=;*通讯联系人%胡云进$男$副教授=9KL+2,%/(8(*12*!762*3/(+=’)3=;*局部水头损失对流体瞬变的影响及其数值模拟万五一"!胡云进"!李玉柱$""=浙江大学水利与海洋工程学系$浙江杭州D"%%$#&$=清华大学水利水电工程系$北京"%%%U!#摘!要#为了分析由水流内部结构发生变化而导致的局部水头损失对流体瞬变压力分布的影响$通过增加约束方程和引入能量损失修正系数$建立节点法和均分法$种包含局部水头损失的流体瞬变计算模型=采用数学模型对考虑局部水头损失情况下的流体瞬变进行数值模拟$得到等效节点瞬变压力变化过程’压力管道沿线最大水击压力的包络线’局部水头损失比重对沿程最大瞬变压力分布的干扰以及局部水头损失呈多点离散分布对沿程最大瞬变压力分布的影响=结果表明$局部水头损失会导致附近的瞬变压力和压力包络线的分布发生局部改变$但通常不会影响整个系统的最大瞬变压力值&对于所占比重较小并且呈离散分布的局部水头损失$采用修正系数法能够对压力管道的最大瞬变压力进行等价模拟=关键词#局部水头损失&压力管道&流体瞬变&数值模拟中图分类号#T<$#$=?!!!!!文献标识码#N!!!!!文章编号#"%%UF#DV"$%%##%#""!U%?J(C-.’(5’,(2(.1’7/5,-3/1.-,)/0(0C-05,-D’,2-033’30(67’33.7’250(2./)D:27,.-/5)7,(3/’()3‘N>‘(K82"$W4E(*K12*"$SJE(KA/($""!@29,*-+2)-%’3:/*,4&.#,)/Y#2,)0)1.)22*.)1$;$2<.,)1=).>2*7.-:$3,)15$%4D"%%$#$8$.),&$!@29,*-+2)-%’3:/*,4&.#0)1.)22*.)1$67.)1$4,=).>2*7.-:$J2.<.)1"%%%U!$8$.),#"83)7,5)%N*(L0)2;+,L’B0,@+6067+Z,26/0B7’+*+,8A07/02*-,(0*;0’-,’;+,/0+B,’6606’*Y)066()0B;’*KB(27/8B)+(,2;7)+*620*76;+(60BZ8;/+*306’-7/0/8B)+(,2;3)+B0,2*0=_’(*B+)80\(+72’*6+*B0*0)38L’B2-2;+72’*;’0--2;20*76@0)0Y)060*70B2*7/0L’B0,$+*B,’;+,/0+B,’6606@0)0B267)2Z(70B7’7/00\(25+K,0*7*’B0’)0,0L0*7=T)+*620*7Y)066()06’-7/00\(25+,0*7*’B0@27//0+B,’6606@0)062L(,+70BZ87/0*(L0)2;+,L07/’B$+*B7/0L+M2L+,Y)066()0+,’*37/0;’*B(27@+6;+,;(,+70B=T/0;+,;(,+72’*0))’)@+6+*+,8A0BZ+60B’*7/0Y)’Y’)72’*+*BB267)2Z(72’*’-,’;+,,’6606=]06(,766/’@0B7/+7,’;+,/0+B,’6606/+502*-,(0*;0’*7/0;’*723(’(6*’B0+*BY)066()03)+B0,2*00M;0Y77/0L+M2L+,7)+*620*7Y)066()0+*B+770*(+72’*’-Z’7/0*7)+*;0+*B’(7,07*’B06’-7/0;’*B(27$+*B7/+70*0)38L’B2-2;+72’*;’0--2;20*76;+*Z0(60B;’*50*20*7,87’62L(,+70;’*B(27/8B)+(,2;7)+*620*76@27/,’;+,,’6606$2-7/0,’;+,,’66066;+770)2*7/0;’*B(27+*B+)06L+,,0)7/+*-)2;72’*,’6606=9’:;0723%,’;+,/0+B,’6606&Y)066()0B;’*B(27&/8B)+(,2;7)+*620*76&*(L0)2;+,62L(,+72’*!!局部水头损失(")是过流断面形状和方向发生突变而导致的流体能量损失$它在恒定流中增加流体所需消耗的水头$减小管路的输水能力$是管道过水能力设计和校核计算必须考虑的重要因素=由于局部水头损失的大小难以准确计算$通常采用模型试验和经验系数来模拟管道的局部水头损失=贺益英等人($KD)通过试验研究了弯管的局部水头损失系数$并分析输水管线中弯管局部水头损失对其附近的水力参数的影响!O)’50*A+*’等人"!#对微灌系统的局部水头损失进行了试验研究!林大钧等人"C#对管道相交处的几何形状与局部水头损失系数的关系进行了研究!<+,2+*7A+6"?#通过考虑局部水头损失和沿程水头损失的关系对威斯K达西公式进行了改进=这些研究分析了不同结构的局部水头损失系数的取值问题以及在恒定流情况下局部水头损失对水流的影响$但局部水头损失在流体瞬变中的影响还需进一步研究=特征线数值方法"#KU#是目前用来模拟管道流体瞬变的普遍方法$由于该方法在...
