与恒稳态相比，在发生水力瞬变事件期间，流体摩擦力会增加，因为瞬时压力和流量的快速变化会增加湍流剪切。Bentley HAMMER V8i 可以跟踪流体加速度的影响，以比准恒稳态摩擦或恒稳态摩擦更接近地估计瞬时能量的衰减。

过去，我们知道流速和/或临时加速度在确定瞬时摩擦方面起着重要作用（Brunone 等人，1991 年；Bughazem 和 Anderson，2000 年；Vardy 和 Hwang，1991 年）。受到最近几年的实验数据和已发布用于估计瞬时摩擦系数（Brunone 等人，2000 年；Vardy 和 Brown，1995 年；Vitkovsky 等人，2000 年）的公式所激发，我们已建议采用非恒稳态摩擦模型，该模型由准恒稳态摩擦系数和以下系数定义：

其中 V 是流速，t 是时间，g 是重力加速度， = 10,000， = 4（加速）或 0（减速）。流速相对于时间的偏导数是任何点的临时加速度，并以上一个时间步长求值。借助此领域的持续研究，还提供了替代的瞬时摩擦力计算方法（Bergant、Simpson 和 Vitkovsky，2001 年）。如果选择“非恒稳态 - Vitkovsky”作为瞬时摩擦力计算方法，将采用以下公式：

其中 f 是达西-维兹巴赫摩擦系数，f_q 是摩擦系数的准恒稳态分量（基于每个新计算的已更新雷诺数），D 是管道直径，V 是流速，t 是时间，a 是波速，sign(V) 等于 +1（当流速大于零时）或 -1（当流速小于零时），x 是距离，k 是 Brunone 的摩擦系数。可以使用以下方程来计算系数 k：

其中 C^* 是 Vardy 的剪切衰变系数。

对于层流，C^* =0.00476

对于紊流，

Vitkovsky 的此非恒稳态摩擦力计算方法现在是建议在 HAMMER 中使用的非恒稳态摩擦力计算方法。

如果必须计算每个时间步长的瞬时摩擦，则计算工作量显著增加。这可能导致具有数百条或更多管道的大型系统的模型计算时间较长。通常，瞬时摩擦对初始低压和高压的影响很小或没有影响，并且这些压力通常是系统中达到的最大压力。以下 Bentley HAMMER CONNECT 模拟结果比较了恒稳态摩擦力计算方法、准恒稳态摩擦力计算方法和瞬时摩擦力计算方法。

图 14-11：恒稳态摩擦力计算方法、准恒稳态摩擦力计算方法和瞬时摩擦力计算方法的 Bentley HAMMER CONNECT 结果

恒稳态摩擦力计算方法会得出极端高压和低压的保守估计值，这些压力通常控制管道等级和喘振保护装置的选择。然而，如果周期性负荷是一个重要的设计考虑因素，则非恒稳态摩擦力计算方法可以对反复出现的衰减极值进行不那么保守的估计。

讨论

对于初始压力上升或下降，各个模型得出的结果几乎相等，与经验数据也几乎相等。但是，随着时间的流逝，后续高峰和低谷逐渐变得不相等，特别是当流量变化更加急剧时，如上图所示。当流量在流量循环区域、逆流区域和波动强度增强的区域快速改变时，恒稳态中常见的凸起流速纵断面会开始分解（Brunone 等人，2000 年）。因此，一维流向的基本假设会变得非常不切实际。具体来说，虽然非恒稳态模型相当符合振幅衰减的经验数据，但它未能考虑波形随时间推移发生的变化。非恒稳态摩擦的主题一直处于水力学研究的最前沿。