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第1章 基本概念1

1.1 引言2

1.2 术语2

1.3 历史背景4

1.4 基本的水击方程7

1.5 压力波的传播9

1.6 压力波的反射与透射14

1.7 瞬变流分析16

1.8 瞬变过程的起因17

1.9 系统设计与运行17

1.10 事故与事件18

1.11 本章小结23

习题23

参考文献24

第2章 瞬变流方程30

2.1 引言31

2.2 雷诺输运定理31

2.3 连续方程33

2.4 动量方程36

2.5 总体说明38

2.6 波速42

2.7 控制方程的求解方法46

2.8 非恒定的摩阻47

2.9 本章小结50

习题50

参考文献50

第3章 特征线法与有限差分法56

3.1 引言57

3.2 特征方程57

3.3 边界条件62

3.4 收敛性和稳定性69

3.5 确定间隔的方法72

3.6 计算时间间隔74

3.7 非定常摩阻75

3.8 显式有限差分法78

3.9 一般性说明80

3.10 隐式有限差分方法83

3.11 数值方法比较84

3.12 分析流程86

3.13 实例分析88

3.14 本章小结92

习题92

参考文献93

第4章 泵系统瞬变过程97

4.1 引言98

4.2 泵的运行98

4.3 泵的特性99

4.4 断电105

4.5 复杂系统114

4.6 泵的启动119

4.7 设计准则120

4.8 案例分析122

4.9 本章小结126

习题126

参考文献127

第5章 水电站的瞬变过程132

5.1 引言133

5.2 水电站布置133

5.3 输水管道系统135

5.4 水轮机135

5.5 水轮机调速器141

5.6 数学模型148

5.7 设计准则157

5.8 调节稳定性158

5.9 稳定性分析163

5.10 抽水蓄能工程171

5.11 水泵水轮机171

5.12 实例研究176

5.13 本章小结181

习题181

参考文献183

第6章 冷却水系统中的瞬变过程187

6.1 引言188

6.2 冷却水系统188

6.3 瞬变过程产生原因192

6.4 分析方法192

6.5 边界条件194

6.6 本章小结197

习题197

参考文献197

第7章 长输油管道中的瞬变过程201

7.1 引言202

7.2 定义202

7.3 引起瞬变过程的原因204

7.4 分析方法205

7.5 设计注意事项206

7.6 本章小结208

习题208

参考文献209

第8章 周期流与共振211

8.1 引言212

8.2 术语212

8.3 周期流的形成217

8.4 分析方法220

8.5 方框图223

8.6 传递矩阵224

8.7 频率响应238

8.8 压强和流量的沿线变化247

8.9 压力波节点和腹点248

8.10 共振频率250

8.11 传递矩阵法的验证255

8.12 变特性管道261

8.13 人类心血管系统狭窄263

8.14 案例分析266

8.15 本章小结267

习题267

参考文献268

第9章 空化和液柱分离272

9.1 引言273

9.2 概述273

9.3 液柱分离的起因274

9.4 能量耗散276

9.5 气液混合流中的波速276

9.6 空化分析278

9.7 设计注意事项280

9.8 案例分析280

9.9 本章小结284

习题285

参考文献285

第10章 瞬变过程的控制290

10.1 引言291

10.2 调压室291

10.3 气室293

10.4 阀门296

10.5 瞬变过程最优控制305

10.6 案例分析305

10.7 本章小结308

习题308

参考文献309

第11章 调压室313

11.1 引言314

11.2 调压室类型314

11.3 控制方程315

11.4 控制方程的求解321

11.5 无阻尼系统的涌波振荡322

11.6 术语323

11.7 方程的无量纲化325

11.8 相平面法325

11.9 简单调压室的稳定性326

11.10 封闭式调压室的稳定性335

11.11 多调压室336

11.12 设计准则336

11.13 案例分析339

11.14 本章小结342

习题343

参考文献345

第12章 泄漏与部分堵塞检测349

12.1 引言350

12.2 术语350

12.3 局部堵塞的检测352

12.4 泄漏检测356

12.5 实际应用359

12.6 本章小结360

习题360

参考文献360

第13章 明渠瞬变流362

13.1 引言363

13.2 术语363

13.3 瞬变流实例364

13.4 涌波高度与波速365

13.5 控制方程368

13.6 求解方法373

13.7 特征线法374

13.8 显式有限差分法376

13.9 初始条件383

13.10 隐式有限差分法385

13.11 二阶显格式389

13.12 有限差分法的比较392

13.13 特殊问题393

13.14 实例研究399

13.15 本章小结405

习题405

参考文献412

附录A 设计图表419

A-1 等价管419

A-2 阀门关闭419

A-3 阀门开启422

A-4 离心泵断电422

A-5 空气室429

A-6 简单调压室437

A-7 明渠中的涌波438

A-8 泵站系统的数据441

参考文献444

附录B 阀门关闭和开启引起的瞬变过程445

B-1 源程序445

B-2 输入参数451

B-3 输出结果452

附录C 水泵断电引起的瞬变过程455

C-1 源程序455

C-2 输入参数463

C-3 输出结果464

附录D 串联管系统频率响应468

D-1 源程序468

D-2 输入参数470

D-3 输出结果471

附录E 简单调压室水位波动472

E-1 源程序472

E-2 输入参数476

E-3 输出参数476

附录F 国际单位和英制单位的转换系数480

F-1 SI国际单位480

F-2 转换系数480