溢流坝反弧水深计算的研究

在消力戽水力设计中,按弧形底板上的水跃计算法和按形成戽内表面旋滚的“临界”水深法都需计算溢流坝反弧段底部的收缩水深h_c(图1)。对于反弧收缩水深的计算,曾经有经验公式,渐变流收缩水深公式。文献[4]指出经验公式缺乏理论依据;渐变流公式不能反映反弧段急变流的流动情况,当水深较大时误差很大。文献[4]中导出了恒定急变流能量方程,并假设反弧段水流线为同心园,采用极坐标,应用恒定急变流能量方程推导出了急变流收缩水深公式。本文应用恒定急变流能量方程,对反弧段水流流线的曲率半径分别采用等半径假设、同心园假设、变半径假设,推导出不同的急变流收缩水深公式。把这些公式的计算值与实验资料比较后,本文认为:采用变半径假设推导的公式适用范围更大。     

二维正交数值网格生成的解析——数值势流理论方法

本文运用新近势流理论研究成果,生成二维正交数值网格。在该网格构成的二维正交曲线坐标系下,可直接求解控制方程,其中拉梅系数为已知值——势流流速的倒数1/U。本文方法收敛性好,收敛速度快,运算量小。文中以连续弯道和长江某河段为例,生成数值网格,其结果令人满意.     

二元跌水的数值模拟

本文运用解析函数理论导出了求解跌水的边界积分方程。数值计算表明,在物理平面上求解比在辅助平面上求解优越。本文方法计算速度较快、收敛性较好,计算结果与试验资料吻合良好,是计算有自由面重力流的有效途径。     

坝顶自由溢流的数学模型

本文用作者在文献(1)(2)中发展的数值方法,计算了给定流量时坝顶自由溢流问题,文中根据断面比能的概念,确定了缓流向急流过渡的临界断面和临界点的位置,然后采用不同的方法对两种流态的水面进行了调整。计算表明坝面压力分布与自由面位置与实验资料吻合良好。     

突体绕流的一种边界积分方程及数值解

本文应用复变函数理论,把管道中的突体绕流及半无限升坎绕流的流速分布和压力分布的计算问题化为上半平面解析函数的Dirichlet边值问题。在许瓦兹公式的基础上,再用索霍茨基-普来梅公式取边界值,在变量代换后,则问题化为求一个哥西型边界积分方程。用数值迭代方法求解,可得突体及升坎上的流速分布及压力系数。该方法的物理概念清楚,数值求解收敛速度快,计算效率高,数值解与试验资料吻合较好,是求解势流问题的一种有效而又简便的方法。     

明渠任意空蚀突体绕流的边界积分方程解

本文在势流假定基础上推导了任意边壁形状明渠空蚀突体绕流的基本方程式,并对弓形和半弓形这两种水工中常见的突体绕流进行了数值计算.与实测资料比较表明,计算压力系数值与实测值符合较好,本文方法能计入重力影响,数值计算时只在边界上进行离散处理,有计算时间短,边界适应能力强,计算精度较高等优点.