The invention discloses a non containing trapped air pipeline transient flow analysis of a particle method, comprising the following steps: 1, initialize variables and particle information related; step two: the iterative calculation, the time variable of the particle circulation, circulation, pressure calculation of fluid particles on the initialization of the particle, and update the fluid particle pressure information, upstream pressure information, virtual particle fluid particle velocity information, the upstream and downstream virtual particle velocity and particle position and the corresponding pressure velocity information and the downstream virtual particle pressure information; step three, the output results. The invention adopts the water hammer equations of smoothed particle hydrodynamics method to solve the Lagrange system, can fully consider the gas-liquid interface movement and water weak compressibility effect caused by reduced interpolation and gas-liquid interface of all kinds of error tracking technology, to meet the numerical accuracy of the premise can be more convenient to simulate the contain of trapped air the pipeline transient flow problem.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及流体力学
,具体是涉及一种分析含截留气团管道瞬变流的无网格粒子方法。
技术介绍
含有截留气团的管道瞬变流问题在不考虑水体弹性和气液界面的移动时可以用刚性柱理论以及特征线法或是其他网格方法来进行求解,但是,在很多情况下,水体的弹性和气液界面的移动必须同时考虑,以上方法通常因为要追踪界面的移动而产生复杂的计算问题,而且计算精度也随着插值误差的累积而降低。基于拉格朗日粒子模型的无网格粒子方法能够充分的考虑气液界面的移动以及水的弹性,计算过程也更加的方便,在实际应用中能够更好的模拟含有截留气团的管道瞬变流问题。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提供一种分析含截留气团管道瞬变流的无网格粒子方法,该方法采用光滑粒子流体动力学方法求解移动坐标系统下的水锤方程,充分考虑了气液界面的移动以及水的弱可压缩性带来的影响,在满足数值精度的前提下能够更方便地模拟含有截留气团的管道瞬变流问题。为了解决上述技术问题,本专利技术的技术方案是:一种分析含截留气团管道瞬变流的无网格粒子方法,包括以下步骤:步骤一,初始化:初始化相关的变量和粒子(包括添加的虚粒子)信息;步骤二,列出求解方程并迭代计算:求解方程为:上游边界条件为下游边界条件为光滑粒子流体动力学的方法中,函数f(x)的积分表示式为:其中δ(x-x')为狄拉克函数,Ω为包含x的积分体积。若用光滑函数W(x-x',h)取代狄拉克函数,则f(x)的积分表示式为:函数的导数积分表示为:又因为所以然后进行粒子近似得到:因为所以又有所以,在粒子i处的函数的粒子近似式可写为:利用光滑粒子流体动力学方法将方程(1)(2) ...
【技术保护点】
一种分析含截留气团管道瞬变流的无网格粒子方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一,初始化:初始化相关的变量和粒子(包括添加的虚粒子)信息;步骤二,列出求解方程并迭代计算: 求解方程为: 上游边界条件为 下游边界条件为 光滑粒子流体动力学的方法中,函数f(x)的积分表示式为: 其中δ(x‑x')为狄拉克函数,Ω为包含x的积分体积。若用光滑函数W(x‑x',h)取代狄拉克函数,则f(x)的积分表示式为: 函数的导数积分表示为: 又因为 所以 然后进行粒子近似得到: 因为 所以 又有 所以,在粒子i处的函数的粒子近似式可写为: 利用光滑粒子流体动力学方法将方程(1)(2)离散可得根据方程(14)(15)计算不同时刻每个粒子的压力和速度信息;具体计算过程为:1)对时间变量循环;2)对粒子循环;3)对初始化后的粒子根据方程(14)计算流体粒子的压力信息,并更新流体粒子的压力信息;4)根据方程(3)(4)计算并更新上游虚粒子的压力信息;5)根据方程(15)计算并更新流体粒子的速度信息;6)根据上下游边界流体粒子速度分别更新上下游虚粒子的速度;7)根据粒子的速度更新粒子位置及相对应的压力速度信息以及下 ...
【技术特征摘要】
1.一种分析含截留气团管道瞬变流的无网格粒子方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一,初始化:初始化相关的变量和粒子(包括添加的虚粒子)信息;步骤二,列出求解方程并迭代计算:求解方程为:上游边界条件为下游边界条件为光滑粒子流体动力学的方法中,函数f(x)的积分表示式为:其中δ(x-x')为狄拉克函数,Ω为包含x的积分体积。若用光滑函数W(x-x',h)取代狄拉克函数,则f(x)的积分表示式为:函数的导数积分表示为:又因为所以然后进行粒子近似得到:因为所以又有所以,在粒子i处的函数的粒子近似式可写为:利用光滑粒子流体动力学方法将方程(1)(2)离散可得根据方程(14)(15)计算不同时刻每个粒子的压力和速度信息;具体计算过程为:1)对时间变量循环;2)对粒子循环;3)对初始化后的粒子根据方程(14)计算流...
【专利技术属性】
技术研发人员:侯庆志,黄春营,韩爱红,魏建国,党建武,
申请(专利权)人:天津大学,
类型:发明
国别省市:天津;12
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