管路内流体数值计算与仿真

何永森

Language: Chinese

Published: Jan 1, 2016

Description:

这是一本高度专业化的学术著作和工程计算指南,专注于讲解如何运用数值方法和计算机仿真技术来分析管路系统中的复杂流体流动问题,特别是**瞬态流动(Transient Flow)**现象。

本书的核心并非基础的流体力学理论,而是将重点放在解决工程实践中至关重要的**水锤(或称水击,Water Hammer)**问题上。水锤是指因阀门快速关闭、水泵启停等原因,导致管路内压力急剧、反复波动的现象,它可能对管道系统造成严重的破坏。

本书的主要内容和特点包括:

  1. 以“特征线法”为核心算法: 本书系统而深入地讲解了求解管路瞬态流问题的经典、高效数值算法——特征线法(Method of Characteristics, MOC)。这是国际上公认的、分析水锤问题的标准方法。

  2. 理论与编程实现并重: 书中不仅推导了管路流动的基本控制方程和特征线法的理论,更重要的是会提供算法的编程实现思路,帮助读者将理论转化为可以解决实际问题的计算程序。

  3. 聚焦水锤问题仿真: 这是全书的精华。书中会结合具体的工程背景,详细阐述如何应用特征线法来模拟和分析各种工况下的水锤过程,例如:

    • 单一管路的水锤分析。

    • 串、并联等复杂管网的水锤分析。

    • 水泵、阀门、调压室(或浪涌水箱)等关键边界条件的处理和建模。

  4. 面向专业读者: 本书是为水利工程、给排水、热能与动力工程、石油天然气储运等领域的研究生、科研人员和工程师编写的。它要求读者具备一定的流体力学和数值计算基础。

总之,对于需要进行管道系统水力瞬变过程分析、设计水锤防护措施的专业技术人员来说,这是一本内容精深、方法实用、极具参考价值的专著。