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[发明专利]耦合能量方程的输水管道气-液两相均质流的模拟方法-CN202110705741.X有效
发明人： 薛子剑;周领;刘德有;李赟杰;陆燕清;冯瑞林 -专利权人：河海大学
申请日： 2021-06-24 - 公布日： 2023-06-20 - 主分类号： G06F30/28 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于有限体积法耦合能量方程的输水管道气‑液两相均质流的模拟方法，包括：通过引入能量方程构建含自由气体均质两相流结合能量方程的双曲偏微分方程系统模型；构建出系统模型下各基础波的存在条件以及判定模型；构建系统模型下断点处三种近似黎曼求解器；通过重建流动变量，使得系统模型在空间上达到二阶精度；根据已有的边界条件，通过牛顿迭代法利用黎曼不变量迭代得到二阶的边界值；引入源项，求得格式离散方程；建立稳定性约束条件，更新初始变量进行下一时步计算。本发明基于有限体积法Godunov格式，通过引入了气液两相均质流能量方程的控制模型，提供了一种算法简单，易于实现的模拟方法，以在高计算效率的前提下得到高精度解。
耦合能量方程输水管道两相均质流模拟方法

[发明专利]一种长距离输水管道气水瞬变流的建模模拟方法-CN202211370280.6在审
发明人：周领;冯瑞琳;陆燕清;李赟杰;薛子剑;胡垠盈 -专利权人：河海大学
申请日： 2022-11-03 - 公布日： 2023-01-10 - 主分类号： G06F30/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种长距离输水管道气水瞬变流的建模模拟方法，包括：构建考虑步如诺非定常摩擦模型的夹带大气团快充水体的控制方程；构建非定常摩擦模型的夹带大气团快充水体的数值格式；进行受压空气与水体边界条件，计算获取到模拟结果。本发明为夹带大气团的快充过程开发一种稳定的数值方法，其提出的伽德那兀空气‑水格式在再现测量的大气团压力波动方面更加稳健和准确，即使是在库仑数小于1的情况下；二阶伽德那兀方案在快充模拟中加入了非定常摩擦，以方便更准确地模拟能量消耗过程。
一种长距离输水管道气水瞬变流建模模拟方法

[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-CN202210949016.1在审
发明人：陆燕清;周领;车同川;薛子剑;冯瑞琳;李赟杰 -专利权人：河海大学
申请日： 2022-08-09 - 公布日： 2022-11-08 - 主分类号： G06F30/28 文献下载
摘要：本发明公开了一种考虑气体释放的两相均质瞬变流高德诺夫模拟方法，包括：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；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；根据管道主体的质量和动量通量，通过高德诺夫模型得到模拟结果。本发明有利于均质气液两相瞬态事件的物理机制探究和精确模拟，并实现或改进管道输水系统的安全操作方案。
一种考虑气体释放两相均质瞬变流高德诺夫模拟方法

[发明专利]一种考虑截留空气能量耗散的快速填充垂直管道模拟方法-CN202210065675.9在审
发明人：周领;陆燕清;李赟杰;胡垠盈;方浩宇;薛子剑;刘德有 -专利权人：河海大学
申请日： 2022-01-20 - 公布日： 2022-04-29 - 主分类号： G06F30/28 文献下载
摘要：本发明公开了一种考虑截留空气能量耗散的快速填充垂直管道模拟方法，包括：建立运动气水界面的连续性方程和压力平衡方程；以水锤理论为基础，结合封闭式气囊的传热原理和理想气体的方程构建传热模型；采用一阶局部MOC插值界面跟踪方法求解考虑非定常摩擦的填充水柱控制方程和空气传热方程，计算获取到移动空气‑水界面的气压、速度和位置；利用龙格‑库塔四阶数值积分法求解；根据求解结果进行模拟，获取到模拟结果。本发明研究考虑截留空气能量耗散的传热模型，能够解释相关实验的白雾和热管壁现象、解决传统模型的准确度问题，对于实际快速填充垂直管道中截留气穴的传热和剧烈的空气‑水相互作用的能耗模拟具有重要意义。
一种考虑截留空气能量耗散快速填充垂直管道模拟方法

[发明专利]基于Schohl卷积近似的管道瞬变流模拟方法-CN202110986943.6在审
发明人：周领;李赟杰;薛子剑;陆燕清;冯瑞琳 -专利权人：河海大学
申请日： 2021-08-26 - 公布日： 2021-11-16 - 主分类号： G06F30/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于Schohl卷积近似的管道瞬变流模拟方法，包括：构建含Zielke非恒定摩阻项和粘弹性项的管道系统控制方程；将控制方程以黎曼问题的求解格式表示为矩阵形式，将非恒定摩阻项和粘弹性项放入源项；建立有限体积法求解体系下的计算网格，通过二阶Godunov格式计算网格边界通量；对源项中的Zielke非恒定摩阻项和粘弹性项进行Schohl卷积近似，将源项合并到矩阵方程中，并进行稳定性约束；结合实际工程给出计算初始条件，得出计算结果。本发明结合有限体积法Godunov格式，对控制方程中的非恒定摩阻项和粘弹性项进行Schohl卷积近似，可解决现有一维瞬变流模拟方法依赖库朗特数，涉及到非恒定摩阻和粘弹性项计算时间长、求解复杂等问题。
基于 schohl 卷积似的管道瞬变流模拟方法

[发明专利]一种考虑动态摩阻的水气耦合瞬变流的模拟方法-CN202010179725.7有效
发明人：周领;曹云;黄坤;王沛;方浩宇;潘天文;薛子剑 -专利权人：河海大学
申请日： 2020-03-16 - 公布日： 2021-10-29 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种考虑动态摩阻的水气耦合瞬变流的模拟方法，包括如下步骤：提出关键性假设；将管道系统内瞬变流划分为水体、水‑气交界面、滞留气团三大部分，并分别建立相应的控制方程；分别添加三种动态摩阻模型至控制方程形成的数学模型中，分别为原始的基于卷积的动态摩阻模型、优化的基于卷积的动态摩阻模型和基于瞬时加速度的动态摩阻模型；设置初始条件和边界条件；求解控制方程进行数值模拟。本发明在已有的一维模拟方法的基础上，首次考虑了动态摩阻对模拟结果的影响，并分析了不同动态摩阻模型在数值模拟中表现出的差异，从而为更准确的模拟水气耦合瞬变流现象提供了理论依据。
一种考虑动态水气耦合瞬变流模拟方法

[发明专利]基于有限体积法的输水管道内气液两相均质流的模拟方法-CN201910173947.5有效
发明人：周领;薛子剑;刘德有;王沛;曹云;潘天文;方浩宇 -专利权人：河海大学
申请日： 2019-03-08 - 公布日： 2021-05-11 - 主分类号： G06F30/23 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于有限体积法的输水管道内水气两相均质流的模拟方法，这种方法基于非守恒的形式；通过有限体积法对模型管道在时间和空间上进行离散；接着，通过含有TVD的MUSCL‑Hancoke格式，得到重建的流动变量，使其具有二阶精度；接着，求解模型内部界面处黎曼解进而得到计算界面通量值；接着，针对模型的边界条件，使用牛顿迭代法利用黎曼不变量等到二阶的边界值；再接着，在模型中进入了源项，通过数值方法进行离散，使其具有二阶精度；最后，基于初始给定的参数(自由气体含量、常压下纯水水锤波速等)，模拟出任意时刻管道内的压力波动。结果表明，相较于传统的守恒形式均质流模型，该模型的计算精度和计算效率更高。
基于有限体积输水管道内气液两相均质流模拟方法

[发明专利]基于Brunone动态摩阻的管道泄漏特性Godunov模拟方法-CN202010118255.3有效
发明人：周领;李赟杰;曹云;王沛;方浩宇;薛子剑 -专利权人：河海大学
申请日： 2020-02-26 - 公布日： 2021-02-12 - 主分类号： G06F30/23 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于Brunone动态摩阻的管道泄漏特性Godunov模拟方法，首先构建了含Brunone动态摩阻模型的非恒定管流控制方程；然后根据有限体积法Godunov格式建立泄漏管道计算网格系统，并将控制方程转化为黎曼问题；接着采用二阶Godunov格式计算网格交界面通量；随后处理包含泄漏处的边界条件，计算控制体内部流体变量和控制体泄漏边界处流体变量。本发明可以解决MOC格式中非常困难和复杂的动态摩阻模型的二阶精度问题，从而更加准确、高效的模拟泄漏管道水力瞬变特性，确保管道系统的泄漏检测和安全运行。
基于 brunone 动态管道泄漏特性 godunov 模拟方法

[发明专利]考虑动态摩阻的光滑粒子法的管道瞬变流模拟方法和设备-CN202011221412.X在审
发明人：周领;潘天文;李赟杰;曹云;方浩宇;薛子剑 -专利权人：河海大学
申请日： 2020-11-05 - 公布日： 2021-01-29 - 主分类号： G06F30/25 文献下载
摘要：本发明公开了一种考虑动态摩阻的光滑粒子法的管道瞬变流模拟方法和设备，建立考虑动态摩阻的管道水力瞬变流基本微分方程；将管道分为N个粒子，建立粒子上通量的改进光滑粒子法的核近似方程；采用粒子近似法，将改进光滑粒子法核近似方程转化为改进光滑粒子法的粒子离散方程，通过所述管道水力瞬变流基本微分方程以及所述改进光滑粒子法的粒子离散方程，得到改进光滑粒子法的求解格式；基于所述改进光滑粒子法的求解格式，通过欧拉积分法，得到下一时刻每个粒子对应的压力和速度。本发明可对输水管道系统中瞬变流进行精确计算和模拟分析，能够保证输水管道系统的安全运行，同时，丰富了瞬变流研究的基本理论。
考虑动态光滑粒子管道瞬变流模拟方法设备

[发明专利]隐式考虑动态摩阻的管道水力瞬变模拟方法和存储介质-CN202010756076.2在审
发明人：周领;李赟杰;曹云;潘天文;方浩宇;薛子剑 -专利权人：河海大学
申请日： 2020-07-31 - 公布日： 2020-11-24 - 主分类号： G06F30/28 文献下载
摘要：本发明公开了一种隐式考虑动态摩阻的管道水力瞬变模拟方法和存储介质，建立管道水力瞬变数学模型的控制方程；在FVM体系下，将管段分为N个控制体，建立计算网格，将管道水力瞬变数学模型的控制方程转化为黎曼问题的求解格式；根据黎曼问题求解格式，采用二阶Godunov格式计算网格内部控制体交界面通量，通过加入虚拟控制体求解边界控制体交界面通量，进而得到每个控制体的流体变量。本发明提出利用改进的Brunone动态摩阻模型的二阶Godunov格式来模拟水锤问题，并提出了计算边界控制体的虚拟控制体方法，可以更好解决现有模拟管道水力瞬变特性方法中不准确、不高效的问题。
考虑动态管道水力模拟方法存储介质

[发明专利]显式考虑动态摩阻的水锤有限体积模拟方法-CN202010434805.2在审
发明人：周领;曹云;刘静;李赟杰;方浩宇;薛子剑 -专利权人：河海大学
申请日： 2020-05-21 - 公布日： 2020-09-22 - 主分类号： G06F30/28 文献下载
摘要：本发明公开了一种显式考虑动态摩阻的水锤有限体积模拟方法。首先通过有限体积法对模型进行离散，用Riemann的求解器对离散通量进行求解，同时在计算中引入对流项。然后采用MUSCL‑Hancock方法进行重构得到二阶精度的Godunov格式，为了避免虚假振荡引入MINMOD斜率限制器，采用显式求解方法并将动态摩阻项考虑进去。最后运用虚拟边界的处理方法，实现计算区域的所有节点和边界的统一计算。本发明采用二阶有限体积法Godunov格式，显式考虑动态摩阻的影响，准确高效地对管道水锤过程进行数值模拟，从而为实现对管道可能发生的水力瞬变进行准确高效的实时预测监控提供参考。
考虑动态有限体积模拟方法

[发明专利]一种城市雨洪系统间歇泉瞬态特性的三维模拟方法-CN202010046752.7在审
发明人：周领;方浩宇;王沛;曹云;潘天文;薛子剑;李赟杰 -专利权人：河海大学
申请日： 2020-01-16 - 公布日： 2020-07-10 - 主分类号： G06F30/28 文献下载
摘要：本发明公开了一种城市雨洪系统间歇泉瞬态特性的三维模拟方法，基于k‑εRNG湍流模型，涉及计算流体动力学领域。该方法步骤如下：S1进行三维建模，网格划分；S2采用VOF方法进行水气两相瞬变流动计算；S3后处理软件对计算结果进行处理。极端暴雨背景下，城市雨洪排水系统中水气耦合作用下，常发生类似井喷的“间歇泉”现象。本发明考虑了水体气体压缩性，可以准确模拟水气运动过程的瞬态特性及压力变化，进而可以更深入地研究该过程中气。水耦合作用；基于k‑εRNG湍流模型，采用计算流体动力学理论，提出了一种模拟雨洪系统中间歇泉现象的三维模拟方法，以探索城市雨洪系统中间歇泉瞬态特性及压力变化。
一种城市系统间歇泉瞬态特性三维模拟方法

[发明专利]基于拉格朗日无网格粒子法的水力瞬变模拟方法及设备-CN202010114611.4在审
发明人：周领;潘天文;方浩宇;王沛;曹云;薛子剑;李赟杰 -专利权人：河海大学
申请日： 2020-02-25 - 公布日： 2020-06-26 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于拉格朗日无网格粒子法的水力瞬变模拟方法，包括：建立水力瞬变基本微分方程，根据待模拟的输水工程实例确定计算域、采集初始参数并确定边界条件；在计算域内布置计算粒子，在边界处布置虚拟粒子；基于光滑粒子法，采用核近似法对函数进行逐步插值积分，得到核函数与核函数导数；采用粒子近似法，得到核函数的粒子离散方程和核函数导数的粒子离散方程，进而求解其动量方程和连续性质量方程；基于核函数导数的粒子离散方程，通过欧拉时间积分法，进行下一时步的计算。本发明可对输水管道系统中水力瞬变进行准确的数值模拟，且引入人工粘度来抑制虚假的数值振荡，有助于规避工程风险，保护水力系统安全。
基于拉格朗日无网格粒子水力模拟方法设备

[实用新型]一种宿舍悬挂气旋式环风电风扇-CN201620528971.8有效
发明人： 薛子剑;唐洪根;李楠;石志康;周领 -专利权人：河海大学
申请日： 2016-06-03 - 公布日： 2016-11-02 - 主分类号： F04D25/08 文献下载
摘要：本实用新型提供了一种宿舍悬挂气旋式环风电风扇，包括壳体，所述壳体的侧壁设置进气小孔，所述壳体侧壁内设置进气通道，所述进气通道向上延伸再向壳体中心延伸并连接气旋加速器，所述气旋加速器下方设置出气通道，所述出气通道下方设置环形吹风口，所述进气通道包裹在所述出气通道外部。气流从进气小孔进入，通过进气通道进入气旋加速器，经由气旋加速器加速后,空气流通速度增大，气流从出气通道吹出，经环形吹风口向西周吹风。本风扇可以产生环向气流，避免了由风扇转头所带来的影响顾客体验，容易产生噪音等缺点。通过气旋加速器产生气流，大大减少了机械噪音，在宿舍中有利于同学们休息。
一种宿舍悬挂气旋式环风电风扇

[发明专利]一种超声波节水喷雾杀虫灯-CN201610323350.0在审
发明人：刘一洲;薛子剑;蒋慧敏 -专利权人：河海大学
申请日： 2016-05-16 - 公布日： 2016-08-24 - 主分类号： A01M1/04 文献下载
摘要：本发明提供一种超声波节水喷雾杀虫灯，依次连接的太阳能板组件、漏斗、溶液池、超声波震荡装置、玻璃圆柱管、风扇、蓄电池和引虫灯组成。本发明提供的具有控制功能的超声波节水喷雾杀虫灯能够提高利用率的装置。
一种超声波节水喷雾杀虫

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