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摘要
针对抽水蓄能电站管道内水力瞬变问题，采用二阶有限体积法(Finite Volume Method, FVM)Godunov格式进行数值建模和模拟。首先根据有限体积法将数学模型的控制方程进行离散，采用Riemann求解器进行通量计算。为了得到二阶精度的Godunov格式，避免数据重构时产生虚假振荡，引入并分析比较了3种不同的斜率限制器。机组全特性曲线采用改进的Suter变换，在边界处加入虚拟边界，并与机组边界控制方程相结合，实现了管道内部控制体与边界处计算的统一性。将本研究所建数学模型计算结果与传统特征线法(Method of Characteristics, MOC)计算结果、实测值进行对比，并分析了相关参数的敏感性。结果表明：在库朗数等于1时，二阶FVM与MOC计算结果相同，当库朗数小于1时，FVM计算结果比MOC更准确、更稳定；针对抽蓄机组甩负荷过程，二阶FVM的机组转速计算值与实测值基本吻合，且比MOC计算结果更接近实测值；在抽水蓄能电站水力瞬变计算中，MOC需要对不同特性的管道内水锤波速进行调整，不仅增加计算复杂性，也会产生计算误差；而FVM只需降低库朗数，计算简单方便，且精度更高。因此，本研究提供了一种稳定、精确的水力瞬变计算方法。
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