梯形明渠临界水深的直接计算方法

通过引入一个无量纲参数——单位水面宽度，对梯形明渠临界水深的基本公式进行恒等变形，得到计算梯形明渠临界水深的迭代公式，再与合理的迭代初值配合使用，推导出梯形断面临界水深的直接计算公式，在梯形断面全部范围内最大相对误差小于0．082％．误差分析及实例计算表明，该直接计算式形式简单，适用范围广，计算精度高．     

梯形明渠水跃共轭水深的直接计算方法

针对目前计算梯形明渠共轭水深的求解公式存在计算过程复杂、精度低、适用范围小三大弊端,提出一种新的直接计算公式.通过引入一个量纲一参数——单位水面宽度,对梯形明渠共轭水深的水跃方程进行恒等变形,得到了计算梯形明渠共轭水深的迭代公式,再与合理的迭代初值进行配合使用,推导出梯形明渠共轭水深的直接计算公式,误差分析及实例计算表明,在工程常用范围内最大相对误差仅为11％.与现有计算公式比较,该直接计算公式形式相对简捷,适用范围广,计算精度高.     

明渠六圆弧蛋形断面临界水深和收缩断面水深的计算

根据明渠恒定非均匀流理论,按照分块计算面积的方法,详细推导了六圆弧蛋形断面临界水深和收缩断面水深的迭代计算公式,并根据优化拟合研究了临界水深的简化计算方法.提出了4种工况下临界水深和3种工况下收缩断面水深的迭代计算公式,给出了已知流量条件下相对临界水深与相对流量的关系和已知临界水深条件下相对临界水深与相对断面面积的关系,得出了两种简化计算公式.通过算例验证了临界水深两种简化公式的正确性,其最大误差分别为1.6%和0.8%,满足工程设计需求.     

弧底梯形渠道收缩水深计算方法的简化

弧底梯形断面明渠收缩水深的计算需完成超越方程求解,针对传统算法(图解法、试算法)存在的计算过程繁琐、成果精度不高等问题,对弧底梯形断面明渠收缩水深基本计算方程变形、整理后的超越函数进行优化拟合替代,以最小标准剩余差为目标函数,在工程适用的参数范围内,经逐次逼近拟合分析及计算得到了表达形式简单、求解精度较高的近似公式.利用该公式计算弧底梯形断面明渠收缩水深,明显提高了工作效率,进一步提高了计算精度.     

几个常用断面明渠均匀流水深和临界水深的迭代算法

对于明渠均匀流水深h0和临界水深hk的计算,传统的试算法和查图法比较繁琐.经过长期的工作实践,总结出了迭代算法,列举了梯形(含矩形)、U形和圆形断面明流h0和hk的迭代算法.并用数学的方法进行了验证.与传统的计算方法相比,迭代算法更为简便、精确.     

明渠水流临界水深计算

在明渠水力计算中,常需要计算临界水深,以判别水流流态。工程上常用试算、图解等方法求解,极不方便,且精度不高。文章推导较简捷的公式,对梯形、矩形和圆形断面,采用通用的计算程序,以期达到准确的计算结果。     

明渠断面尺寸设计的迭代计算

本文针对明渠断面尺寸设计中通常采用的试算法所存在的缺点，提出了迭代计算方法，导出了相应的迭代公式，并从数学上证明了迭代公式的收敛性。通过实际计算可知，采用本文导出的迭代公式进行明渠断面尺寸的设计计算，能够减少计算工作量，提高计算精度，从而为工程设计提供了有效的计算方法。     

用加速遗传算法计算梯形明渠的临界水深

目前计算梯形断面明渠临界水深hk的常用方法有试算法、图解法、近似公式法和迭代法,它们存在计算精度不高、求解复杂等缺点。为此,把hk的计算问题等价于一非线性优化问题,指出了hk的变化范围,并且用加速遗传算法(AGA)来求解hk。实例的计算结果说明,与常用方法相比,AGA适用性强、计算精度高。     

梯形渠道临界水深的迭代解

提出了梯形渠道临界水深的一种迭代解法，对计算公式的收敛性，迭代初值的选取和临界水深的计算进行了讨论，并列举了应用实例。     

应用曼宁公式进行明渠水力计算的误差分析

应用曼宁公式进行流量计算时,当宽深比＞100时,水力半径可以用断面平均水深代替.通过分析不同断面形状的明渠均匀流流量计算产生的误差,提出了用断面平均水深代替水力半径进行计算的适用条件.     

抛物线断面河渠收缩水深的直接计算公式

为便于工程设计应用,提出了一种抛物线形断面河渠收缩水深近似解直接计算公式.通过对收缩水深基本方程进行数学变换,将未知量与已知量分别用无量纲参数相对收缩水深λ和无量纲综合已知量参数β代替,用不动点迭代法建立迭代公式.在分析函数单调性和凹凸性以及方程的根的基础上,结合函数的几何图像,应用数值计算方法初步选取迭代初值,再以迭代次数最少且相对误差最小为目标对初值进行优化计算,最后得到了收缩水深直接计算公式,并进行相对误差分析和应用举例.结果表明直接计算公式形式较简单、适用范围广、结果精确,其最大误差小于0.43%.     

普通城门洞形断面正常水深的近似计算方法

普通城门洞形过水断面在水利水电工程中应用已很普遍,其正常水深是一个超越方程,无解析解,为使该断面正常水深的求解方法能够简捷、通用且有较高精度,提出了一种近似计算方法.通过引入无量纲正常水深,对普通城门洞形断面正常水深的基本方程进行恒等变形,并根据优化拟合原理对已知量综合参数k与无量纲水深x进行优化拟合,得到了正常水深的近似计算公式,误差分析及实例计算表明,在工程常用范围内,正常水深的最大相对误差小于0.62%.直接计算公式形式简捷、精度高、适用范围广.     

平底渐扩式消力池深度的计算

研究平底渐扩式消力池深度的计算方法.分析前人对平底渐扩式消力池共轭水深和自由水跃长度的研究成果,利用动量方程推导渐扩式消力池深度的计算公式.分析认为,吴宇峰和华西列夫提出的水跃长度公式与实际比较吻合,而华西列夫公式偏于安全;侧墙反力用梯形轮廓和1/2抛物线轮廓计算水跃共轭水深与实测结果比较符合,而我国溢洪道设计规范给出的公式计算精度较差,且偏于不安全.得出了渐扩式平底消力池深度的计算方法和共轭水深计算的新公式,通过两个实际工程验证了公式的正确性.     

风壅水面高度计算公式适用范围的探讨

搜集了关于壅水面高度的计算公式,归纳得出风壅水面高度的基本公式,初步研究了风速、吹程、水域水深和风壅水面高度值之间的关系,指出该公式的建立与水域水深的关系极为密切,在水域平均水深过小时,该公式求得的风壅水面高度误差较大。     

标准门洞形过水断面临界水深的简化计算

标准门洞形过水断面临界水深计算需完成超越方程的求解,针对目前图表法、试算法及近似法存在的问题,采用优化拟合的方法,以标准剩余差最小为目标函数,在工程实用参数范围内,经拟合分析及计算获得了表达形式更加简单直观、常数及系数项数字位数最少、便于记忆及实际应用、计算精度满足设计要求(最大误差为0.57%)的近似公式,具有一定的实用价值.     

同心扬水三泵站出水渡槽改造后水面线分析计算

为了分析同心扬水三泵站出水渡槽在加固维修后,出现水流紊乱的原因,采用迭代法计算渡槽正常水深和临界水深,并且实现了自动计算和自动判断水面线形状以及推求水面线的程序.通过对渡槽内水面线进行计算并与实测水深比较,得出两者误差较小、吻合较好.根据计算和分析结果表明,加固维修第17节和23节槽壳后,使得槽内水流紊乱,并且部分槽壳行水断面不够.因此,建议更换第17节和23节槽壳,以使渡槽中的水流平顺通过,满足下游灌溉需水流量的要求.     

消力戽戽流界限水深计算

根据动量方程推导出界限水深计算式，与前人成果作了比较，吻合程度较好；并根据计算分析及试验资料研究，提出了实体消力戽戽斗设计参数与下游界限水深的相互关系．