求解矩形断面水流收缩水深之查表法

一、关于矩形断面收缩水深hc之计算式一般泄流条件下,收缩水深hc之基本计算式[1]:E_0=h_c+q~2/2gφ~2h_c~2(1)式中:E_o—以下游河床为基准面的泄水建筑物上游总能头(米);q—收缩断面处的单宽流量(米~3/秒米);φ—流速系数;g—重力加速度。     

收缩水深近拟计算

在水利水电工程泄水建筑物设计中，常需作收缩水深计算，目前有试算法或图表法进行计算，鉴于收缩水深计算的普遍性，本文提出直接用近拟计算式求解，可简化计算满且足实用要求，以供参考。     

半立方抛物线形断面收缩水深简化计算

针对现有半立方抛物线形断面收缩水深计算公式中存在参数多、计算过程复杂的问题,通过对基本方程进行数学变换,得到无量纲迭代式,在此基础上建立了一套形式简捷的直接计算公式。误差分析及实例计算结果表明:在适用范围内,收缩水深计算值的最大相对误差绝对值仅0.296%,在不借助于迭代计算的前提下提高了计算效率,为工程设计及水工设计手册的编制提供参考。     

三次抛物线形渠道断面收缩水深的简化计算公式

针对目前三次抛物线形断面渠道收缩水深计算存在的表达式复杂、计算过程繁复问题,经对收缩水深基本计算方程的变形整理,采用优化拟合的方法,以标准剩余差最小为目标函数,通过对三次抛物线形断面渠道收缩水深计算公式的逐次拟合逼近,得到了表达形式比较简单、便于记忆、计算快捷、有利于工程设计人员实际应用的近似计算公式。误差分析表明,在工程实用参数范围内,收缩水深最大计算相对误差仅为0.46%,可在实际工程设计计算中应用。     

计算机算法在求解复杂水力学公式中的应用

水利工程设计中,经常遇到求解收缩水深hc、临界水深hk,和共轭水深h1(或h2)等问题,传统方法采用试算法或图解法,其计算过程复杂、繁琐、工作量大,且精度不高.本文通过计算机(Borland C)编程,建立公式求解的计算机算法模型,可快速准确地推求出数值结果,可供水利工程设计人员参考.     

用牛顿法求解收缩水深的简化算式

收缩水深hc的计算是水工建筑物消能水力设计中经常碰到的问题．因涉及求解三次方程，目前工程设计中采用近似方法试算求解，比较费时．采用近似计算式与牛顿法二次迭代计算相结合，可以得到hc的简化计算公式．计算比较表明，其计算结果的精度满足设计要求．     

深孔泄洪闸后弯道水流特性试验与消能工优化

中小型水库增设深孔泄洪闸是其除险加固过程中提高水库防洪标准的重要工程措施。相比直道水流,深孔泄洪闸闸后弯道出流会出现一些特殊的水力现象,进而后续建筑的消能防冲问题更为复杂。基于实际工程,通过改变闸后弯道底坡来研究弯道水流的横向超高及流速变化,通过不同试验方案来研究水库下游的消能防冲问题。结果表明:调低弯道底坡可以减小弯道内水流超高;在消力池内增设辅助消能工和弯道调坡适当结合可以满足设计条件下对消能防冲的要求。深孔泄洪闸后弯道中部出现最大水流超高值,增大弯道曲率半径可有效降低水流横向超高并缓解弯道作用产生的冲击波。     

计算收缩水深的简易方法

在设计溢水堰坝时,总是要计算过坝水流的收缩水深。这水深通常是由能量关系式去推求。即 E_o=h_c q~2/(2gφ~2h_c~2) (1)式中:E_o为坝上游的总水头,以下游河床为基面; q为单宽流量; φ为考虑水头损失的系数; h_c为所求的收缩水深。由(1)式可以看出,这是关于h_c的一个三次方程式。求解这个方程虽不很难,但手续繁多,并且解出三个根来还不知哪个才是所求。一般惯用的方法是利用E_o/h_k与h_c/h_k的关系曲线先算出h_k=(q~2/g)~(1/3),再算出E_o/h_k,从曲线上查得相当的h_o/h_k,还要     

棱柱体河槽(i>0)壅水曲线的简捷解法——三点控制法

谢吉存同志曾在本刊1979年第二期提出的河槽壅水曲线的终点是可求的,并推导出求解壅水曲线长度l'的公式。同时,壅水曲线终点处水深h_c与正常水深h_o相一致,即h_c=h_o。正向棱柱体河槽中产生壅水现象肘的水流是属于明渠稳定非均匀流态。当坝、桥墩或其他建筑物引起壅水,需进行壅水曲线计算时,只     

立方抛物线形断面收缩水深的牛顿迭代公式

建立立方抛物线形断面收缩水深计算的牛顿迭代公式,误差分析结果表明,其工程适用范围内的最大相对误差绝对值小于6.07×10~(-5)%,平均相对误差绝对值仅小于1.11×10~(-5)%。该迭代公式收敛速度快,且形式较为简捷,大大提高了计算效率,为工程设计及水工设计手册的编制提供参考。     

计算机算法在求解复杂学公式中的应用

水利工程设计中，经常遇到求解收缩水深he、临界水深hk，和共轭水深h1（或h2）等问题，传统方法采用试算法或图解法，其计算过程复杂、繁琐、工作量大，且精度不高。本通过计算机（BorlandC）编程，建立公式求解的计算机算法模型，可快速准确地推求出数值结果，可供水利设计人员参与。     

标准U形断面渠槽收缩水深简化计算

标准U形断面收缩水深计算需完成超越方程求解,而且因断面形式特殊,求解函数分两个区间给出,理论上无法获得解析解。常规的图表法、试算法及近似法均存在计算公式分段、表达形式复杂等问题。该文在对基本方程变形整理的基础上,依据优化拟合理论,取标准剩余差最小为目标函数,在工程适用参数范围内,经对函数中超越方程的优化拟合替代,获得了由一个通用算式表达、形式简单直观、便于实际应用、计算精度满足设计要求的近似公式,具有一定的实用推广意义。     

概化系列模型及其应用效果

随着交通运输事业的发展,有大量跨河工程修建在平原宽浅河流上,因水流宽度受压缩而引起的上下游水面急剧变形,牵涉到建筑物跨度和长度、底部高程和基础深度,以及回水淹没高度和范围. 采用概化水流模型能否对宽深比很大的宽压缩水流进行一般性研究,国内外都有人持不同的见解,这个问题在文中进行了论证. 根据集合理论和相似原理,本文提出一种概化系列模型,介绍了它的基本原理和设计方法,并把试验成果同野外资料对比,取得了满意的结果.     

某枢纽工程1号深孔不同水位条件下闸门运行水力特性试验研究

运用重力相似准则,对某枢纽工程1号深孔进行模型试验,通过观测在不同水位、不同闸门开度条件下的深孔水流流态、水面线和掺气空腔长度等物理量,复核了原设计方案的合理性,也为以后类似工程的设计提供了试验依据。     

汕头苏埃通道工程河床极限冲刷物理模型试验研究

通过建立物理模型,分析规划航道开挖前后工程附近区域水流流态与流速的变化情况,并选择最不利的水文组合对规划航道疏浚后的工程附近河床进行极限冲刷试验。结果表明:航道按规划疏浚以后,水流流态变化不大,100年一遇洪水下工程线位河床最大冲深约为4.36 m,300年一遇洪水下工程线位河床最大冲深约为6.74 m。工程设计应以规划航道标高为基础,综合考虑物理模型试验结果及防冲刷措施,确定工程的设计埋深。     

浅议水下抛石护岸工程施工工艺及质量控制方法

水下抛石护岸工程主要应用在一些堤外滩较窄、水流冲刷严重、深弘逼岸、岸线崩退严重的堤段.     

深孔閘后矩形槽非均勻流摻气水面綫的計算法

本文对深孔闸后矩形槽恆定不均匀掺气水流进行了初步探讨。文中指出,在通常工程布置条件下,此种渠槽一般属于窄短渠槽,且水流沿程多呈減速流动,因而掺气水流运动的某些特性,如:水流的沿程平均掺气浓度变化规律、沿垂向的摻气浓度梯度、以及边墙对掺气量的影响等,均与宽浅渠槽中的掺气水流不同.文中针对上述特点,根据一些原型观测成果,提出了适用于此类布置的摻气水面线计算公式,并在原型中初步得到较好的验証.文末列有图表算例以供设计计算参考。     

矩形断面收缩水深的简化计算法

针对目前矩形断面收缩水深计算方法存在的计算繁复、结果精度不高等问题,经过对矩形断面收缩水深基本方程的进一步整理,引入幂级数展开并经适当简化,获得了形式较为简单的迭代初值函数,经一次迭代后通过数学方法推求出了表达形式简单、容易记忆、计算简捷、便于实际应用、成果精度可靠的近似计算公式,通过精度分析及计算举例表明,在工程实用范围内(即0<α≤0.4,α为无量纲水深),计算相对误差小于0.54%,具有较好的应用推广价值。     

岗曲河二级水电站护坦导墙的试验研究

由于岗曲河二级水电站泄洪闸下游紧接一弯道,在模型试验中,在下游弯道影响下,泄流在下游河道出现了水流扩散不充分、大范围回流及河道冲刷过深等对下游消能防冲极为不利的问题.为解决这些问题,在护坦加一导墙进行试验.试验表明,通过与无导墙时的水流流态和冲刷情况相比,在主要运行工况下,加导墙后的水流流态大为改善,冲刷深度及范围也大幅减小,取得了良好的消能防冲效果,验证了在护坦上加导墙工程措施的合理性.     

鱼嘴坳水电站溢洪道复合消能设计及物理模型试验研究

文章针对溢洪道水头落差大,下泄水流流速急,对溢洪道安全运行和下游河床稳定影响大的问题,在对原型方案试验研究的基础上,结合二元水跃原理,重新设计了工程的消能结构。经过试验研究,优化后的连续梯坎迫使水流形成连续的水跃,很好地耗散了水流携带的能量,修改后的消力池明显提高了效能率,减小了下泄水流流速,水流对边壁的冲刷明显减弱,整个溢洪道流态基本均匀稳定,消能效果良好,设计、校核工况下海漫尾部流速小于8. 0m/s,达到设计预期目标,能保证工程安全稳定地运行。