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．     

明渠水力设计的随机方法

本文用概率的方法对明渠的水力设计进行研究。利用设计流量保证率的概念,对多种常用断面的明渠,给出了简便可行的水力计算方法,改进了传统的确定性设计。文中阐明了该法的理论根据,导出了计算公式,并给出了计算步骤和算例。     

一种河道测流方法

从水力学明渠均匀流理论出发，建立了计算测流断面水位和流量的公式。利用这种方法在测流断面水位和水面比降测出之后，即可计算出测流断面流量。     

泵站进水池涌浪分析

本文根据明渠非恒定急变流理论的断波公式,给出泵站矩形过水断面的进水池的正、负涌浪计算公式,并设计了涌浪的迭代算法,在此基础上绘制涌浪特征曲线。本又的结论可供设计进水池时参考。     

矩形明渠流速分布规律及流量自动化量测方法

通过对明渠流速的水槽试验研究,建立了矩形断面明渠沿垂线流速的抛物线分布公式和横向平均流速的乘幂函数分布公式,给出了相关系数的确定方法.采用实际渠道流速资料进行验证,结果表明所提出的明渠流速分布律与实际分布一致,对应测点流速相对误差较小,可以满足明渠流速分布及流量计算精度要求.     

矩形断面明渠流速分布特性的试验研究

通过对明渠流速的水槽试验研究,建立了矩形断面明渠沿垂线流速的抛物线分布公式和横向平均流速的乘幂函数分布公式,同时给出了相关系数的确定方法.采用不同渠道流速资料进行验证,表明所提出的明渠流速分布律与实际分布一致,对应测点流速相对误差较小,可以满足明渠流速分布及流量计算精度要求.     

基于跌坎压力自相似分布的明渠水深-流量关系推求

明渠流量计量是高效灌溉、合理分配水资源和进行用水有效管理的重要手段。跌水是常见的明渠水流上下游衔接的水利设施。当跌落水流不受跌坎下游水流影响时形成自由跌流，可用于明渠流量的精确计量。受自由跌流影响，跌坎断面水流由缓流向急流转变，压力分布显著偏离静水压力分布规律。而获得跌坎压力分布及其准确描述方程则正是明渠自由跌流流量公式推求的关键，其准确与否决定了利用跌流进行流量计量的精度。本文首先通过模型试验和数值计算对矩形明渠自由跌流的断面压力分布特征进行研究，而后利用理论推导建立了明渠跌流的水深-流量关系公式。研究发现明渠跌水跌坎断面压力呈典型自相似分布规律，其无量纲压力值分布倾向于一条曲线，压力最大值为0.238 he (跌坎水深），出现在竖向距跌坎0.209 he水深处，并且压力自相似分布规律与明渠流量、渠道底坡和边壁糙率无关。在此基础上，结合幂函数和尾迹函数提出了描述跌坎断面压力分布的函数方程，并给出了最大压力和最大压力位置的计算公式，然后根据动量方程和流量连续方程推求了明渠自由跌流的流量计算公式。最后，对本文和其他研究者提出的流量计算公式采用试验数据进行了对比分析，结果表明本文提出的流量公式在明渠底坡Q = 5~100 L/s, S = -0.0112~0.0534, n = 0.093~0.0193的研究范围内，具有更高的精度和适用性，计算误差在±5%之内，可适用于该流量、底坡和边壁糙率范围内矩形明渠自由跌流的流量精确计算。本文研究结果对于利用自由跌流进行明渠流量计量提供了理论与技术支撑，具有重要的工程应用价值。     

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.     

非均质明渠中的综合糙率

对于沿湿周具有不同糙率的非均质明渠,水力计算的关键在于如何确定综合糙率(亦称等效糙率)n_r,现有计算综合糙率的方法,所得结果往往有明显差异,实际应用时难于选择。本文从分析非均质明渠中的阻力功入手,导出了一个计算综合糙率的新公式。利用收集到的八组试验资料验证表明:常用的几个计算公式均只能在一定条件下应用;本文导出的新公式在所述资料范围内,误差绝对值的平均值最小。     

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.     

圆截面偏压柱配筋计算理论公式及图表解法

导出了钢筋混凝土圆形截面偏心受压柱正截面强度的理论公式，并据此制成了计算用图和计算用表，运用本文图表进行计算不仅简单方便而且计算结果更为精确。本文计算方法不仅具有一定的理论价值，而且由于它可以直接精确求解，避免了规范公式在配筋计算时需反复迭代的缺陷，因此具有明显的实用价值。     

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.     

河道整治设计流速的确定

本文基于谢才公式导出了对于变动的河床断面推求河道整治设计流速的公式,经验算,这一公式可用于设计。     

梯拱形渠道流速横向分布规律及流量量测

新疆吐鲁番地区地理及径流、泥沙条件独特,干支渠一般都采用梯拱形断面型式.通过对该地区主要干支渠流量系统观测资料的统计分析,借助二元明渠紊流掺长理论,建立了梯拱形渠道流速横向分布公式.大量不同梯拱形渠道、不同流量的流速实测数据分析和验证表明,理论与实测流速横向分布都符合对数分布规律,利用多变量回归分析,确定了流速横向分布系数a、b值.在此基础上,推导出梯拱形明渠断面平均流速计算公式,计算值与实测值误差较小,并给出了修正系数的确定方法.根据提出的明渠流速公式,进一步建立了灌区渠系中流量连续测量的实用方法和工作流程,简化了明渠测流工作,降低了量测成本,提高了测流精度.     

梯拱形渠道流速横向分布规律及流量量测

新疆吐鲁番地区地理及径流、泥沙条件独特,干支渠一般都采用梯拱形断面型式．通过对该地区主要于支渠流量系统观测资料的统计分析,借助二元明渠紊流掺长理论,建立了梯拱形渠道流速横向分布公式．大量不同梯拱形渠道、不同流量的流速实测数据分析和验证表明,理论与实测流速横向分布都符合对数分布规律,利用多变量回归分析,确定了流速横向分布系数a、b值．在此基础上,推导出梯拱形明渠断面平均流速计算公式,计算值与实测值误差较小,并给出了修正系数的确定方法．根据提出的明渠流速公式,进一步建立了灌区渠系中流量连续测量的实用方法和工作流程,简化了明渠测流工作,降低了量测成本,提高了测流精度．     

明渠不穩定流水位計算的經驗方法

建議的明渠不稳定流水位計算經驗方法包括起始断面中水位计算和下游河道中水位計算等两部分。起始断面中根据流量过程线的不同类型,给出了八种型式计算水位变化的經驗公式。对于下游河道,建議了对任一河段已知入流断面水位过程线的条件下,計算出流断面水位过程线的經驗方法。用建議的方法对两个河道做了计算。所得成果与实測资料极为接近。与现有的经验方法比較,本文建議的方法比較深入全面地反映了明渠不稳定流物理现象的实質,基本上包括了各种可能的流量过程线的典型情况。本方法运用簡便,精度较高,可以满足实际工程的要求。     

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.     

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.     

结构系统可靠度约束下的一种结构优化方法

以结构系统的可靠度作为结构优化设计的控制参数。文中的元件内力由有限元法求得，并由计算机自动形成失效模式的安全余量方程；用分枝限界法判认主要失效模式；用ＰＮＥＴ法计算结构系统的可靠度；导出了结构系统可靠度的敏度分析表达式，使高效率进行基于结构可靠性的优化设计成为可能。采用基于约束函数－阶泰劳展开的序列近似规划及非线性规划的对偶理论，导出了求解结构系统可靠度为约束的最小重量设计问题的优化迭代公式。若干例题的计算结果表明，本文提出的方法是相当有效的①。