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