The proposed study investigated the applicability of the finite volume method (FVM) based on the Godunov scheme to transient water hammer with shock front simulation, in which intermediate fluxes were computed using either first-order or second-order Riemann solvers. Finite volume (FV) schemes are known to conserve mass and momentum and produce the efficient and accurate realization of shock waves. The second-order solution of the Godunov scheme requires an efficient slope or a flux limiter for error minimization and time optimization. The study examined a range of limiters and found that the MINMOD limiter is the best for modeling water hammer in terms of computational time and accuracy. The first- and second-order FVMs were compared with the method of characteristics (MOCs) and experimental water hammer measurements available in the literature. Both the FV methods accurately predicted the numerical and experimental results. Parallelization of the second-order FVM reduced the computational time similar to that of first-order. Thus, the study presented a faster and more accurate FVM which is comparable to that of MOC in terms of computational time and precision, therefore it is a good substitute for the MOC. The proposed study also investigated the implementation of a more complex convolution-based unsteady friction model in the FVM to capture real pressure dissipation. The comparison with experimental data proved that the first-order FV scheme with the convolution integral method is highly accurate for computing unsteady friction for sudden valve closures.

拟议的研究调查了基于Godunov方案的有限体积法（FVM）在具有冲击前沿模拟的瞬态水锤中的适用性，其中使用一阶或二阶Riemann求解器计算中间通量。有限体积（FV）方案可节省质量和动量，并能有效，准确地实现冲击波。Godunov方案的二阶解决方案需要有效的斜率或通量限制器，以实现误差最小化和时间优化。这项研究检查了一系列限制器，发现在计算时间和准确性方面，MINMOD限制器最适合对水锤建模。将一阶和二阶FVM与文献中提供的特征方法（MOC）和实验水锤测量进行了比较。两种FV方法都能准确预测数值和实验结果。二阶FVM的并行化减少了与一阶相似的计算时间。因此，该研究提出了一种更快，更准确的FVM，在计算时间和精度上可以与MOC媲美，因此它是MOC的良好替代品。拟议的研究还调查了FVM中基于卷积的非定常摩擦模型的实现，以捕获实际压力耗散。与实验数据的比较证明，使用卷积积分法的一阶FV方案对于计算突然关闭阀门的非定常摩擦是非常准确的。二阶FVM的并行化减少了与一阶相似的计算时间。因此，该研究提出了一种更快，更准确的FVM，在计算时间和精度上可以与MOC媲美，因此它是MOC的良好替代品。拟议的研究还调查了FVM中基于卷积的非定常摩擦模型的实现，以捕获实际压力耗散。与实验数据的比较证明，使用卷积积分法的一阶FV方案对于计算突然关闭阀门的非定常摩擦是非常准确的。二阶FVM的并行化减少了与一阶相似的计算时间。因此，该研究提出了一种更快，更准确的FVM，在计算时间和精度上可以与MOC媲美，因此它是MOC的良好替代品。拟议的研究还调查了FVM中基于卷积的非定常摩擦模型的实现，以捕获实际压力耗散。与实验数据的比较证明，使用卷积积分法的一阶FV方案对于计算突然关闭阀门的非定常摩擦是非常准确的。因此，它是MOC的良好替代品。拟议的研究还调查了FVM中基于卷积的非定常摩擦模型的实现，以捕获实际压力耗散。与实验数据的比较证明，使用卷积积分法的一阶FV方案对于计算突然关闭阀门的非定常摩擦是非常准确的。因此，它是MOC的良好替代品。拟议的研究还调查了FVM中基于卷积的非定常摩擦模型的实现，以捕获实际压力耗散。与实验数据的比较证明，使用卷积积分法的一阶FV方案对于计算突然关闭阀门的非定常摩擦是非常准确的。