排灌机械工程学报

作者：卢坤铭,周领*,刘静

单位：河海大学水利水电学院, 江苏 南京 210098

关键词：瞬变流,输水管道,CFD数值模拟,水气耦合,滞留气团

基金：国家自然科学基金资助项目(51679066,51839008);霍英东教育基金会青年教师基金(161068)

针对水气两相瞬变现象,充分考虑了水体弹性、气体可压缩性、水-气交界面的动态运动以及多段气团间相互作用,采用三维CFD方法对起伏管道内含多段滞留气团的水气两相作用进行建模和模拟,选择Standard k-ε湍流模型进行模拟研究,将三维计算结果、现有一维模型计算结果与试验结果进行对比分析,并通过水气两相分布图展现动态变化过程.结果表明:与一维模型相比,三维CFD模型能够更为准确地模拟起伏管道内瞬变压力波动,并且能够清楚描述水气掺混、耦合的动态变化.水流冲击初始两段滞留气团压力波动曲线显示,多气团间的瞬变压力并非同步变化,可能呈现多气团峰值压力交替出现的情况,这与初始气团长度密切相关.水气交界面自由变化,阻断水体长度时刻发生变化,当水体运动到管道弯曲处时会产生新的阻断水体,将气团分成若干部分.

来源：2021年第3期

《排灌机械工程学报》期刊编辑部

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