申请/专利权人：河海大学

申请日：2021-08-26

公开（公告）日：2024-03-26

公开（公告）号：CN113656926B

主分类号：G06F30/18

分类号：G06F30/18;G06F30/23;G06F30/28;G06F17/11;G06F111/04;G06F111/10;G06F113/08;G06F113/14;G06F119/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.26#授权;2021.12.03#实质审查的生效;2021.11.16#公开

摘要：本发明公开了一种基于Schohl卷积近似的管道瞬变流模拟方法，包括：构建含Zielke非恒定摩阻项和粘弹性项的管道系统控制方程；将控制方程以黎曼问题的求解格式表示为矩阵形式，将非恒定摩阻项和粘弹性项放入源项；建立有限体积法求解体系下的计算网格，通过二阶Godunov格式计算网格边界通量；对源项中的Zielke非恒定摩阻项和粘弹性项进行Schohl卷积近似，将源项合并到矩阵方程中，并进行稳定性约束；结合实际工程给出计算初始条件，得出计算结果。本发明结合有限体积法Godunov格式，对控制方程中的非恒定摩阻项和粘弹性项进行Schohl卷积近似，可解决现有一维瞬变流模拟方法依赖库朗特数，涉及到非恒定摩阻和粘弹性项计算时间长、求解复杂等问题。

主权项：1.一种基于Schohl卷积近似的管道瞬变流模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：构建含Zielke非恒定摩阻项和粘弹性项的管道系统控制方程；S2：将控制方程以黎曼问题的求解格式表示为矩阵形式，将非恒定摩阻项和粘弹性项放入源项；S3：建立有限体积法求解体系下的计算网格，通过二阶Godunov格式计算网格边界通量；S4：对源项中的Zielke非恒定摩阻项和粘弹性项进行Schohl卷积近似，将源项合并到矩阵方程中，并进行稳定性约束；S5：结合实际工程给出计算初始条件，得出计算结果；所述步骤S4中对源项中的Zielke非恒定摩阻项和粘弹性项进行Schohl卷积近似的具体方法为：对于Zielke非恒定摩阻项，在公式2中，令 式中， 其中，Wappτ是Wτ的近似函数，由Wiτ的和函数组成；mi和ni分别是加权函数的系数，对于Schohl卷积近似摩阻，令 则有， 故 对于粘弹性项，有 式中，εrt为εr的时间函数；α为泊松比；e为管道壁厚；Jt*为蠕变柔量，t*为微分变量；对于广义K-V模型，蠕变柔量函数可以表示为 式中，Jk和τk均为粘弹性力学模型参数，可根据蠕变实验数据校核得到；M为校核得到的Jk的个数；对Jt*求偏导数可得 根据卷积的微分性质，有 令 即 根据卷积的交换性可得 令 则 根据Schohl卷积近似，对于t+Δt时刻，有 故 式中， COA3＝COA1·COA245COA4＝COA11-COA246所述步骤S4中将源项合并到矩阵方程中，并进行稳定性约束的具体方法为：采用时间分裂法将源项引入非线性系统求解，求解精度取决于对源项的积分方式；对于二阶精度，采用显式二阶Runge-Kutta离散化方法求解源项su及其空间积分，通过两次更新源项，得到： 式中， 稳定性约束包括对流项的CFL条件以及源项两次更新时的约束；对于CFL条件，有 式中，Cr为库朗数，Δtmax,CFL为CFL条件下的最大时间步长；利用二阶Runge-Kutta格式引入源项，约束条件为 因此可以得到 因此，计算所允许的最大时间步长需满足Δt≤minΔtmax,CFL,Δtmax,s54。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 河海大学 基于Schohl卷积近似的管道瞬变流模拟方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD