基于能量损失率最小原理求解稳定渗流场的自由面曲线

提出了一种基于渗流域能量损失率最小原理求解自由面的有限单元计算方法,将求解渗流自由面问题转化为求解稳定渗流场能量损失率最小值问题。对渗流域进行有限单元划分,首先基于能量损失率最小原理计算渗流逸出点,然后由下游边界到上游边界逐层单元求解自由面节点的位置,连接各层自由面点以及逸出点得到完整的渗流自由面。采用该方法计算了有电模拟试验解的矩形坝、有甘油模型试验解的矩形坝、有解析解的梯形坝的自由面曲线,并与试验解或解析解进行了对比。结果表明提出的自由面求解方法具有很高的计算精度。