范晓丹，刘韩生，苏小丽(西北农林科技大学水利与建筑工程学院，陕西 杨凌 712100)

0 引 言

压力管道中的流体因启泵、停泵、阀门操作等原因而产生流速的急剧变化，进而引起管道内流体压力急剧变化的现象称为水击，也称流体瞬变过程。它是流体从一种稳定状态过渡到另一种稳定状态的非恒定流动，即流场中的一切运动要素(如流速、压强等)不仅随空间位置而变，而且随时间而变[1,2]。

随着管网输水的发展,管网水击的危害和影响也日益显著[3-5]。长期以来国内外对其进行了广泛而深入的研究，数值模拟因其具有省时、高效、精确度高等优点而成为重点研究方向之一。1983年Harten[6]提出并构造了一种总变差减小的格式，即TVD(Total Variation Diminishing)格式，从此开创了双曲型方程高分辨率格式研究的新纪元。它在溃坝波、洪水预报、空气动力学等领域得到了广泛的应用，取得了丰硕的成果[7-9]。TVD格式在水击数值模拟方面，尚处于起步阶段。刘韩生等[10]推导出水击方程的守恒形式，并将其成功运用到工程实践中，为TVD格式在水击中的应用奠定了理论基础；张丹[11]、樊书刚[12]运用TVD格式模拟了阀门突然关闭下的强间断水击波；黄逸军[13]、董瑜[14,15]将TVD格式运用到带调压室的水电站水击问题中，良好的模拟精度表明它是模拟调压室水击行之有效的方法；柳思源[16]将迎风性考虑在内，对现有TVD格式进行了改进。之前的文献[10-16]研究结果表明TVD格式是一种捕捉水击波的高分辨率格式，四通管中也存在水击问题，本文依此来选择在瞬变流工况下对四通管乃至管网安全运行无不良影响的阀门关闭方式。……