Исследование динамики переходных процессов, связанных с изменением расхода в конце участка трубопровода, с учетом и без учета силы сопротивления
DOI:
https://doi.org/10.71310/pcam.3_73.2026.06Ключевые слова:
жидкость, трубопровод, скорость, давление, метод Фурье, скорость звука, ила сопротивления, вычислительный экспериментАннотация
В работе в рамках неконсервативной постановки квазиодномерных линеаризованных уравнений сохранения массы и импульса исследуются переходные процессы в элементарном рельефном участке трубопровода, возникающие при скачкообразном изменении граничных скоростей несжимаемой жидкости. Для определения осреднённой скорости потока получено неполное телеграфное уравнение, решение которого найдено методом разделения переменных. Распределение давления вычислено путём интегрирования исходной системы уравнений с использованием найденного выражения для скорости потока. Выполнены численные эксперименты при постоянных значениях функций, входящих в начальные и граничные условия. Исследованы режимы течения, соответствующие постоянному, увеличивающемуся и уменьшающемуся среднему давлению на рассматриваемом участке трубопровода. Показаны особенности распространения ударных волн как с учётом силы трения, так и без её учёта.
Библиографические ссылки
Lewandowski A. New Numerical Methods For Transient Modeling of Gas Pipeline Networks. – New Mexico: Pipeline Simulation Interest Group, 1995.
Чарный И.А. Неустановившееся движение реальной жидкости в трубах. Изд. 2-е. – М.: Недра, 1975. – 296 с.
Селезнев В.Е., Алешин В.В., Прялов С.Н. Современные компьютерные тренажеры в трубопроводном транспорте. Математические методы моделирования и практическое применение / Под ред. В.Е. Селезнева. – М.: МАКС Пресс, 2007. – 200 с.
Ражабов У.М., Жонкобилов У.У. Расчет гасителей гидравлического удара в длинных напорных трубопроводах насосных станций. – Ташкент: Интеллект нашриёт, 2022. – 130 с.
Бобровский С.А., Щербаков С.Г., Гусейнзаде М.А. Движение газа в газопроводах с путевым отбором. – М.: Наука, 1972. – 192 с.
Бозоров О.Ш., Маматкулов М.М. Аналитические исследования нелинейных гидродинамических явлений в средах с медленно меняющимися параметрами. – Ташкент: ТИТЛП, 2015. – 96 с.
Ермолаева Н.Н. Математическое моделирование нестационарных неизотермических процессов в движущихся многофазных средах: Дис. ... докт. физ.-мат. наук. – СПб., 2017. – 323 с.
Figueiredo A.B., Baptista R.M., Rachid F.B.F., Bodstein G.C.R. Numerical simulation of stratified-pattern two-phase flow in gas pipelines using a two-fluid model // International Journal of Multiphase Flow. – 2017. – Vol. 88. – P. 30–49.
Zemenkov Yu.D., Shalay V.V., Zemenkova M.Yu. Immediate analyses and calculation of saturated steam pressure of gas condensates for transportation conditions // Procedia Engineering. – 2015. – Vol. 113. – P. 254–258.
Zienkiewicz O.C., Taylor R.L. The Finite Element Method for Fluid Dynamics. – Oxford: Butterworth-Heinemann, 2000.
Тихонов А.Н., Самарский А.А., Будак Б.М. Уравнения математической физики. – М.: Наука, 1977. – 736 с.
Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике. – М.: Наука, 1964. – 608 с.
Штеренлихт Д.В. Гидравлика. Учеб. пособие для ВУЗов. – М.: Энергоатомиздат, 1991. – 351 с.
Хужаев И.К., Хожикулов Ш.Ш., Шамсутдинова Н.Ш. Задача Штурма–Лиувилля для произвольной комбинации неоднородных граничных условий первого, второго и третьего родов // Проблемы вычислительной и прикладной математики. – 2023. – №2(47). – С. 125–128.
Khojikulov Sh.Sh. Dynamics of the transient process caused by a change in flow rate at the end of a pipe section for the case with and without taking into account the resistance force // International Journal of Informatics and Data Science Research. – 2025. – Vol. 2. – №8. – P. 30–43.
Khojiqulov Sh. Numerical method for solving pipeline transport equations of real fluid under given laws of change of pressure at inlet and mass flow at outlet of pipeline // AIP Conference Proceedings. – 2025. – Vol. 3265. – Art. 060004.
Tijsseling A.S. Fluid-structure interaction in liquid-filled pipe systems: a review // Journal of Fluids and Structures. – 1996. – Vol. 10. – №2. – P. 109–146.
Stephenson D. Sizing of air vessels for water hammer protection // Journal of Hydraulic Engineering. – 2002. – Vol. 128. – №7. – P. 713–716.
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2026 Sh.Sh. Khozhikulov
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
