管道水锤方程的 Crank-Nicolson 离散格式及其工程应用

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为了模拟输水管道的水力过渡过程,建立了一种新型的有压管水力计算模型。采用有限体积法对一维有压管道水锤方程在空间和时间上进行积分,同时应用时间中心差分的 Crank-Nicolson 隐式格式对偏微分项进行处理,得到具有二阶精度且无条件稳定的水锤方程离散格式,并运用带有解析解的算例验证方法的准确性。通过模拟北京市南水北调惠南庄泵站开、关过程,可以提前预测出现的压力波动,及早采取应对措施,降低有害水锤出现的概率,减少压力波动带来的不利影响,使瞬变状态安全过渡到正常运行状态。结果表明此方法具有良好的工程应用性。
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