[发明专利]一种考虑气体释放的两相均质瞬变流高德诺夫模拟方法

权利要求书

1.一种考虑气体释放的两相均质瞬变流高德诺夫模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：基于单一等效流体假设，通过脱气系数Gs动态地耦合气体空隙率与流动参数之间的两相瞬态流关联，计算管道主体的质量和动量通量；

S2：引入马松-汉高科方法的全变差衰减约束来重构二阶精度高德诺夫模型，并且在模型中引入边侧双虚拟网格；

S3：根据步骤S1获得的管道主体的质量和动量通量，通过步骤S2获取的高德诺夫模型得到模拟结果。

2.根据权利要求1所述的一种考虑气体释放的两相均质瞬变流高德诺夫模拟方法，其特征在于，所述步骤S1中单一等效流体假设的具体内容包括：

气液均匀混合流满足管内气体均匀分布小于1％；

均匀流中的流动参数以横截面平均值的形式表示；

气体释放近似为单向过程，忽略气体吸收；

采用等温过程，忽略微小的热交换和搅拌能耗；

考虑壁面弹性、混合物中的相弹性和气体释放效应对流体参数的影响。

3.根据权利要求1所述的一种考虑气体释放的两相均质瞬变流高德诺夫模拟方法，其特征在于，所述步骤S1中管道主体的质量和动量通量的计算过程为：

A1：将一维均匀流的连续性和动量方程写成：

式中变量U、通量T和源项Y表示为：

ζ＝ρA＝Psir₀p^*AGsρ₀/Psir₀#(3)

ρ-ρ_aPsir＝ρ_l(1-Psir)#(4)

P^*(p₀-p_v0)＝p-p_v#(5)

式中，v是流速；Y₀是管道坡度；Y_f是管壁摩擦力；g为重力加速度；ρ、ρ_a和ρ_l分别为混合物、空气和液体的密度；A是管道横截面；Psir是气体的空隙率；Gs是脱气系数；P、p、p_v和P*是分别考虑管壁膨胀截面压力、平均横截面压力、蒸汽压和平均压力的无量纲形式；所有下标0都指参考条件；

A2：推导得到关键的流体参数计算式，其中气体的空隙率Psir表示为与压力的简单关系：

式中，c_m为波速；D为管道直径；e为管道壁厚；E是管道材料的杨氏弹性模量；ρ_v和ρ_g分别表示蒸汽和气体的密度；K_l是液体的体积弹性模量；ζ为无量纲形式；参数B₁、B₂、γ₀、γ₁、LoE、OE*、SE和ζ*表示为已知参数的函数。

4.根据权利要求3所述的一种考虑气体释放的两相均质瞬变流高德诺夫模拟方法，其特征在于，所述步骤A2中参数B₁、B₂、γ₀、γ₁、LoE、OE*、SE和ζ*的表达如下：

ζ^*ζ₀-ζ＝0#(10)

B₁＝γ₀+γ₁P^*#(11)

B₂＝1+OE^*(P^*-1)#(12)

OE^*＝LoE+D₀SE/e#(16)

式中：参数B₁、B₂、γ₀、γ₁、LoE、OE*、SE和ζ*是无物理意义参数，为已知参数的函数。