瞬时分析摩擦力计算方法
恒稳态摩擦
在 HAMMER 中,水力瞬时分析通常从初始条件(恒稳态)计算开始,这会计算系统中每条管道的水头和流量。在开始瞬时计算之前,HAMMER 会根据此信息自动确定摩擦系数:
分布摩擦损失假定为集中在被视为假想串联孔口的离散计算点上。在达西-维兹巴赫方程中,孔口的上游侧和下游侧之间的水头差通常与瞬时速率的平方成比例。
因此,每个计算点具有两个水头:一个水头位于上游侧,另一个水头位于下游侧,如下图所示(Bergeron,1961 年)。这两个水头因相邻计算点之间的水头损失而异。非线性方程达西-维兹巴赫方程与特性方程组的加法运算会使按照时间将解向前推进的任务复杂化,并导致摩擦系数的近似值通常较小。
(Parmakian,1961 年;Wylie 和 Streeter,1993 年)以前,对于零流量管道,在模拟封闭导管中的非恒稳态流量时,使用从初始条件和/或输入的值推导的恒稳态摩擦系数来表示摩擦损失。对于每个人造串联孔口,将确定水头损失系数,以使对这些局部损失进行求和所得的管道总损失等于管道的分布损失。最初计算系数后,它们在运行期间一直保持不变。