基于ALE流固耦合作用的管道车静止于不同流量管流时壁面应力的分布

杨小妮，马娟娟，李永业，孙西欢，2

(1.太原理工大学 a.水利科学与工程学院，b.现代科技学院，太原 030024；2.晋中学院，山西 晋中 030600)

管道车水力输送是继浆体管道输送方式和型料管道输送方式之后的一个全新的管道水力输送方式。管道车水力输送最早于20世纪60年代在加拿大阿尔伯塔省研究委员会提出[1]。之后得到美国国家自然科学基金的支持，在密苏里哥伦比亚大学建立了一个管道车水力输送系统研究中心。在该中心对管道车水力输送进一步研究和开发。管道车在管流中主要存在两种状态：静止和运动。在20世纪中后期首先对静止于管流中的管道车做了大量研究。由于所有的管道车水力输送系统都存在偶尔启动和停止[2-3]，因此研究静止于管流中的管道车的情况有很重要的意义。1981年，LIU et al[2]具体介绍和定义了管道车水力输送系统的概念，并通过测量静止于管流中管道车周围的压力分布，确定了管道车的升力和阻力系数。之后通过理论推导得出静止于管流中管道车沿程压力的分布情况，并将该理论应用于单个管道车的管底阻力、端部压力系数和初始速度的预测中[3]。GAO et al[4]将LIU and RICHARD推导的单个管道车初始启动速度进一步修正，并且适用于管道列车。孙西欢等[5]对管道车在管流中的启动条件进行了试验研究。井元昊等[6]研究了管道车和管道之间环状缝隙流的水力特性。

对于运动状态的管道车，早在20世纪中期就有学者开始研究。KROONENBERG[7]通过理论推导得出管道车的平均速度及其两端的压降变化情况，并对其进行了试验的验证。……