梯形明渠正常水深计算的迭代法

通过对明渠均匀流的基本公式进行恒等变形，推导出梯形明渠均匀流的无量纲公式及正常水深的迭代公式，证明了迭代过程的收敛性，并利用回归分析拟合迭代函数的近似表达式，据此求出迭代初值，经２ 次迭代计算，最大相对误差的绝对值均不超过 １３１‰。     

弧底梯形明渠正常水深的直接算法

 通过对弧底梯形明渠均匀流基本方程的数学变换，得到其无量纲正常水深的迭代公式，并从数学上证明了该迭代式的收敛性；通过数值计算选取恰当的迭代初值，再经迭代运算，提出了弧底梯形明渠均匀流水深的直接计算公式。实例计算及误差分析表明： 在工程实用范围内该法最大相对误差为0.7%， 而且克服了以往查图查表法及试算法的缺点，是一种简捷准确的有效方法。     

明渠均匀流断面尺寸的实用求解

对明渠均匀流断面尺寸计算的试算法和迭代法进行了分析,推导了明渠均匀流渠道底宽的迭代公式。针对以上两种方法,编写的相应的Excel计算程序,这种程序有利于设计人员快速掌握,可缩短设计时间,提高设计效率。     

河道水面线计算方法

介绍明渠恒定均匀流公式,明渠恒定非均匀流公式,常用水面线计算软件计算举例。     

明渠恒定非均匀渐变流设计断面简易计算方法

在明渠恒定均匀流流量公式的基础上,推导明渠恒定非均匀渐变流流量近似计算公式,并应用于淮北平原水利连通工程河道断面设计。利用HEC程序试算设计断面的过流能力,验证明渠恒定非均匀渐变流计算公式精度满足要求,且计算简单方便,可应用于工程设计。     

梯形明渠正常水深直接计算公式

通过对梯形明渠均匀流基本方程的数学变换，得到计算其无量纲正常水深λ的迭代公式，一方面从数学上证明了迭代函数的收敛性，另一方面，通过对无量纲正常水深λ与已知参数ｍ，ａ之间关系的分析及数值计算，利用最佳逼近拟合原理得到无量纲正常水深的一次近似计算式，最后以此近似计算式为初和迭代方程进行一次迭代得到梯形明渠无量纲正常水深的直接计算公式，计算实例表明此方法简捷、准确且不需依赖图表。     

梯形明渠正常水深直接算法

根据梯形明渠均匀流的计算理论,通过对正常水深方程进行数学变换,得到计算其无量纲正常水深的迭代公式.一方面从数学上证明了该迭代公式的收敛性;另一方面,通过对无量纲正常水深与已知参数,之间关系的分析及数值计算,利用回归分析得到无量纲正常水深初值的近似计算式.并以此为初值,用迭代公式进行一次迭代得到梯形明渠无量纲正常水深的直接计算公式.计算数据表明,该法不依赖图表,计算便捷且精度很高,可供工程实际参考应用.     

曼宁公式应用在急变流的探讨

曼宁公式在给水排水工程和水利工程中进行明渠水力计算时是普遍采用的计算公式.作者通过理论分析与实验证明,曼宁公式不仅适用于明渠均匀流和非均匀流的渐变流,而且在考虑壁面阻力后也适用于急变流的水力计算中.     

水库三角洲河道输沙之研究

水库进口附近三角洲河道之水流系近似均匀流，并非真正之均匀流。三角洲河道动床之自我调整作用，因水库水位之回水影响，其输沙特性有异于明渠均匀流，传统上，将明渠均匀流平衡条件之下输沙公式应用于估算的三角洲河道之输沙能力，似有其不稳定性。本研究进行一系列水流区输沙试验，并纳入文献「１０」Ｈｏｔｃｈｋｉｓｓ之试验数据一并分析。     

明渠均匀流的摩阻流速及流速分布

在水槽系统上对明渠恒定均匀流进行了系列实验，利用实测流速资料，对明渠均匀流摩阻流速的各种方法（雷诺应力法、对数流速分布法、阻力平衡法等）的计算结果进行了对比，并分析了流速分布。结果表明：（1）利用阻力平衡法计算摩阻流速时应考虑边壁影响；（2）包含尾流函数的对数-尾流公式比单一对数公式可以更好的符合实测数据。用单一对数公式描述垂线流速分布时，应采用较小的Karman常数；（3）现有大量明渠均匀流实测资料中，用常用的Karman常数（x=0．4）时单一对数公式仍可以较好的表示全水深流速分布是因为采用了较大的摩阻流速。     

梯形明渠共轭水深计算方法

一方面,通过对共轭水深方程进行数学变换,并根据共轭水深的水流特点,得到计算其水深的迭代公式;另一方面,通过求解一元二、三次方程得到共轭水深的初值近似计算式,并以此为初值,用迭代公式进行一次迭代得到梯形明渠共轭水深的直接计算公式。计算数据表明,该法不依赖图表,计算便捷且精度很高,可供工程实际参考应用。     

抛物线断面河渠正常水深的近似计算公式

抛物线断面河渠正常水深方程形式复杂,解析解求解困难。通过对抛物线形渠道正常水深方程进行恒等变形,对已知量进行整合,得到快速收敛的无量纲迭代方程式,再用优化拟合分析的方法选取迭代初值,由不动点迭代法提出了无量纲正常水深近似计算公式。误差分析结果表明：抛物线形断面河渠正常水深近似计算公式简单、精确,在工程常用范围内相对误差小于1%,满足工程要求。     

顺坡渐扩矩形明渠水跃计算公式

顺坡渐扩矩形明渠常被用在排水工程中作为排水口与河道的连接段。由于河道水位变化，水跃将发生在连接段。本文从动量守恒原理出发推导了顺坡渐扩矩形明渠水跃方程，在假定水跃水质点作二维运动和水跃段内质点垂向加速度近似为常量的基础上推导了水跃长度近似计算公式。并与扩散角为9°、水平坡度角为6°特定条件的模型试验结果进行了对比，结果吻合良好，可供类似工程参考。     

适用于明渠流及冰盖流的统一泥沙颗粒起动流速公式

为得到冰盖流条件下的非黏性泥沙起动公式,揭示冰期河道断面强烈冲淤变化的机理,基于Einstein假定,推导得到了同时适用于明渠流及冰盖流的统一的非黏性泥沙颗粒起动流速公式,所得公式与已有冰下泥沙起动流速试验数据符合良好。当冰盖糙率为0时,冰盖流泥沙颗粒起动流速公式即化为明渠流泥沙颗粒起动流速公式。应用所得公式,比较了明渠流、冰盖流、冰塞条件下的起动流速及可起动最大泥沙粒径关系,冰塞条件下起动流速最小,可起动最大泥沙粒径最大。2014年冰期黄河头道拐断面发生强烈冲淤变化,是冰花集聚形成冰塞引起可起动最大泥沙粒径增大所致。所得公式及所揭示机理,将为进一步深入研究河道冰期泥沙输移规律提供重要思路和参考。     

悬链线形渠道临界水深的计算方法

根据悬链线形渠道断面几何条件及临界水深基本方程,导出了关于悬链线形渠道临界水深的隐性关系式。通过引入恰当的无量纲量,对悬链线形渠道收缩水深的隐函数方程作数学变换,推导出适用于悬链线形渠道临界水深的迭代公式。利用最优一致逼近原理得到了无量纲公式中两参数的近似计算式,用于迭代公式初值的求解。工程实例表明,该方法不仅具有精度高、适用范围广等特点,且物理概念清晰明确,公式形式简捷、直观,便于应用。     

U形断面渠道收缩水深迭代计算初值的研究

对U形断面收缩水深的基本方程进行恒等变形,通过优化拟合分析得到了收缩水深的迭代公式,再与合理的迭代初值配合使用,迭代结果快速收敛。在工程常用范围内,只需一次迭代即可使最大相对误差小于0.50%。误差分析及实例计算表明,收缩水深的迭代计算公式形式简捷、精度高、适用范围广。     

带流速自校正的智能明渠流量测量装置

由于广泛使用的明渠呈开口形状,且水渠中的水位高度又是一个变化值,这给明渠的水流量测量带来很大困难.本文介绍了一种带流速自校正的智能明渠流量装置,能根据所测量明渠中水的液位值,自动调整流速传感器在水中的高度,并自动校正出整个明渠两个截面的平均流速,从而实现明渠水位高度、瞬时流量和累计流量的准确测量.     

含淹没植被明渠水位及糙率变化试验研究

采用概化水槽试验研究了在不同植物间距、水流条件下,含淹没植被明渠水位、曼宁糙率系数的变化特征,给出了含淹没植被明渠的糙率经验公式.试验结果表明:相同的流量、水深条件下,明渠的水位壅高值和水面比降均随植物间距的减小而逐渐增大,当植物枝叶相互间贴近或交叉时,植物对明渠水位、比降的影响程度相对较大;水深基本相同、植物排列方式相同的情况下,随着流量的增加,水面比降基本呈线性增大趋势;水深相同的条件下,含淹没植被明渠糙率受水流流速的影响较小.