非恒定摩阻的TVD格式数值模拟水击衰减研究

传统拟恒定摩阻模型的TVD格式虽能精确捕捉水击压力峰值,但无法准确描述水击波衰减和畸变过程,这对管线设计及管理十分不利,因此考虑非恒定摩阻的TVD格式值得深入研究。本文基于Brunone的IAB经验摩阻模型,结合Sweby的TVD格式给出了一维水击方程新的数值解法,将其运用到经典模型试验和工程实例中,并与传统拟恒定摩阻模型TVD格式和非恒定摩阻模型的特征线法的模拟效果进行对比分析。计算结果表明:考虑非恒定摩阻的TVD格式可以更加准确地捕捉水击波各周期压力峰值衰减和畸变的全过程,且模拟偏差随时间增加无增大趋势。其中各周期压力峰值捕捉误差不超过3%,相位偏移不超过0.5弧度,计算精度显著提高。该模型计算耗时和传统模型相差不大,具有良好的工程应用潜力和研究价值。