Моделирование динамических процессов в газожидкостных трактах переменного сечения

• Автор: Поляков, Константин Анатольевич
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 119 с. : ил

Содержание
Введение
Глава I. Модифицированная форма одномерных уравнений
механики жидкости и газа для моделирования течений в
трактах переменного сечения
1.1.Определяющие соотношения гидромеханики для течения
жидкости или газа в трубопроводах
1.2.Особенности течения жидкости или газа в каналах
переменного сечения
1.3.Метод интегрирования одномерных уравнений газовой динамики в Лагранжевой форме
1.4.Модификация классического метода Лагранжевой сетки..
1.5. Модифицированная расчетная схема в Эйлеровых координатах
1.6.Условия применимости модифицированных расчетных схем
Глава II. Решение задачи о нестационарном истечении идеального сжимаемого газа из конических полостей при их внезапной разгерметизации.
2.1. Физическая постановка задачи
2.2. Математическая постановка задачи
2.3. Метод решения
2.4. Анализ результатов расчетов
Глава III. Решение задачи о нестационарном движении вязкой жидкости в трубопроводах переменного сечения.
3.1. Физическая постановка задачи

3.2. Математическая постановка задачи
3.3. Метод решения
3.4. Анализ результатов
Заключение..................................................... 1 Об
Список литературы

ВВЕДЕНИЕ
В современной промышленности широко распространены гидро- и газопроводы, которые являются средствам транспортировки, а также неотъемлемыми частями машин, силовых и энергетических установок. Изначальное назначение трубопроводов - передача рабочей среды к местам использования и хранения - давно уже не является единственной. Малая сжимаемость жидкостей позволяет передавать давление вдоль всей длины трубопровода, что дает возможность создавать гидроприводные управляющие системы для различных механизмов. Кроме того, малая сжимаемость обеспечивает высокую скорость звука в жидкостях порядка одного километра в секунду, что для небольших расстояний позволяет использовать трубопроводы как системы передачи информации, обладающие достаточной точностью и надежностью там, где использование электричества затруднено по техническим причинам, экономически невыгодно или небезопасно. Высокая сжимаемость газов широко используется в различных демпфирующих и амортизирующих устройствах, представляющих собой, как правило, некоторую систему трактов или магистралей. В связи с этим решение задач о движении жидкости или газа в трубопроводах позволяет не только создавать более эффективные механизмы передачи рабочей среды к местам использования и хранения, но и делать их более надежными в плане внешних нагрузок и более экономически выгодными в плане снижения затрат на их изготовление. Решение таких задач позволяет также учитывать возрастающие экологические требования и стандарты и давать прогностический анализ развития различных аварийных ситуаций.
Развитие современной техники ведет к усложнению используемых механизмов и систем, расширению условий их функционирования. В то же время требования по надежности, быстродействию, устойчивости, точности, стабильности работы становятся более жесткими. В связи с этим, с точки

В данной работе предлагаются две математические модели: на основе лагранжевого и эйлеровою подходов к описанию движения сплошной среды. Эти два подхода в общем случае могут различаться не только способом описания движения, но и используемыми системами координат. В связи этим возникает вопрос об отождествлении результатов, полученных на основе лагранжевого и эйлеровою методов описания движения сплошной среды. Решению этого вопроса посвящена работа [26], где доказывается, что для основных сопряженных задач механики сплошной среды, таких, как:
1) покоящаяся жидкость и упругое тело без начальных напряжений;
2) движущаяся жидкость при однородном потоке на «бесконечности» и упругое тело без начальных напряжений;
3) покоящаяся жидкость и упругое тело с начальными напряжениями;
4) движущаяся жидкость при однородном потоке на «бесконечности» и упругое тело с начальными напряжениями -
можно проводить отождествление лагранжевых и эйлеровых координат при решении конкретных инженерных задач.
1.3. Метод интегрирования одномерных уравнений газовой динамики в лагранжевой форме
Использование лагранжевого подхода к описанию движения жидкости или газа удобно в том плане, что узлы сеток, построенных с использованием лагранжевых переменных, движутся вместе с рабочей средой, и процессы переноса массы и импульса описываются точно. С другой стороны, траектории частиц рабочей среды могут быть достаточно сложными, что вызывает сильную деформацию ячеек сетки, и использование ЭВМ может быть эффективно лишь в одномерных задачах, эйлеров подход лишен этого