无压流圆形断面水力计算的迭代法

无压流圆形断面水力计算中的正常水深、临界水深求解无显函数形式的表达公式,传统计算采用试算或查图进行。现通过均匀流公式和临界流方程导出了无压流圆形断面临界水深、正常水深水力计算的迭代公式,并给出了满足无压输水隧洞要求净空面积不小于全断面面积的15%,或净空高度不小于0.4m条件时的界限洞径与界限流量计算式,也给出了均匀流最大水深与最大流量的判别关系式,计算过程采用迭代法进行。经检验迭代公式具有较好的收敛性和较高精度。     

圆形断面临界水深的近似计算公式

通过对圆形断面临界流方程进行数学变换,得到圆形断面临界水深的近似计算公式,在工程常用范围内其最大相对误差小于0.86%。与现有的计算公式进行比较,结果表明该近似计算公式形式简单,计算精度高,使用方便。     

圆形过水断面临界流的近似水力计算

圆形断面因其结构形式简单、力学和水力学条件好等特点,是输水隧洞和输水管道工程中最常用的过水断面形式.但圆形断面的临界水深方程为超越方程,数学上无解析解.为此,通过对临界水深方程进行了变换,引入无量纲参数,运用优化拟合的方法得到了圆形断面临界水深的直接近似计算公式.该公式具有表达形式简洁,计算结果精度较高的特点.     

圆形断面临界水深的直接计算公式

无压流圆形断面的临界水深目前没有解析解,传统的图表法精度不够,迭代法计算过程繁琐,而现有的近似公式又普遍存在精度不高或公式复杂的问题。针对圆形断面临界水深近似公式所存在的问题,通过对圆形断面临界水深基本方程进行数学变换,再借助Matlab的Cftool工具对1000余组数据进行不同形式函数的拟合,在拟合过程中选用正弦函数和幂函数,最终得到了圆形断面临界水深的直接计算公式。通过与各家公式进行误差分析及比较,结果表明,在工程实用范围内,计算公式最大相对误差为0.016%,明显高于现有近似公式的精度,且计算公式更加简捷。     

普通城门洞形断面临界水深的近似计算方法

 普通城门洞形断面临界水深的计算需求解高次隐函数方程,理论上无解析解,传统的图解法或者试算法计算过程复杂,费时费力。通过引入无量纲临界水深,对城门洞形断面临界水深的基本方程进行恒等变形,根据优化拟合原理,得到临界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,临界水深的最大相对误差小于0.39%。该公式形式简捷、精度高、适用范围广。     

平底Ⅰ型马蹄形断面临界水深的直接求解

平底Ⅰ型马蹄形断面由于其形状及其尺寸容易控制,是水利水电工程中较常采用的断面形式之一,但其临界水深是超越方程,无解析解。为此,通过对平底Ⅰ型马蹄形断面临界流方程进行数学变换,对无量纲临界水深和无量纲参数之间的关系进行研究分析,应用拟合原理得到了平底Ⅰ型马蹄形断面临界水深的近似计算公式。该公式克服了传统的试算法或查表法存在的计算繁琐、依赖图表、误差较大等缺陷。在工程的常用范围内(即临界水深与拱顶半径之比：0相似文献   

半圆形断面临界水深的求解公式

半圆形断面临界水深是一个隐函数方程,不能直接求解,一般通过试算法或者圆形断面的近似公式求解,误差较大。通过引入无量纲临界水深参数,对半圆形断面临界水深的基本方程进行适当处理,拟合出了半圆形临界水深的求解公式。误差分析和应用举例表明,公式的相对误差较小,最大相对误差小于0.76%。该公式形式简捷、精度高,可为半圆形涵洞断面临界水深的求解提供参考。     

蛋形断面管道临界水深的近似算法

蛋形断面管道具有水力学条件优越、受力条件好、适应复杂地质条件等特点。其临界水深方程是超越方程,数学上无解析解。应用拟合法提出了蛋形断面管道临界水深近似计算公式,在工程常用范围内,即0.4≤充盈度≤0.85,最大误差小于0.4%。     

再论城门洞形断面隧洞正常水深的近似计算

一般城门洞形是无压输水隧洞工程中最为常用的断面形式,其正常水深方程是超越方程,无解析解。目前常用的计算方法有查图表法或迭代试算法,它们存在着计算繁琐、误差较大等缺陷。应用拟合法提出了近似计算公式,在工程常用范围内此公式为线性方程,其形式最为简洁,最大误差小于0.62%。     

普通城门洞形无压隧洞临界水深近似计算

通过对临界流基本方程进行恒等变换,得到临界水深的无量纲方程,再依据逐次优化拟合方法,提出新的近似计算公式。计算结果表明,临界水深计算值的最大相对误差,完全满足工程精度要求。