半立方抛物线形渠道正常水深算法 被引量：20

1

作者 赵延风 王正中 +2 位作者 方兴 刘计良 洪安宇 《排灌机械工程学报》 EI 2011年第3期241-245,共5页

为了给半立方抛物线形渠道断面正常水深的计算提供一种简捷、通用、精度较高的显函数计算公式,根据迭代理论并采用优化计算确定初值函数的方法进行分析研究.通过引入断面特征水深的概念,对半立方抛物线形渠道正常水深的基本方程进行变... 为了给半立方抛物线形渠道断面正常水深的计算提供一种简捷、通用、精度较高的显函数计算公式,根据迭代理论并采用优化计算确定初值函数的方法进行分析研究.通过引入断面特征水深的概念,对半立方抛物线形渠道正常水深的基本方程进行变换处理,推导出收敛速度较快的迭代公式,并证明了公式的收敛性;在断面特征水深范围即无量纲正常水深H∈[0.025,40]范围内,对迭代公式进行优化计算,取得合理的迭代初值函数;合理初值与迭代公式的配合使用,得到半立方抛物线形渠道断面正常水深的显函数直接计算公式,并对公式进行了误差分析以及用工程实例进行了验证.结果表明:在工程常用的断面特征水深范围内,正常水深的最大相对误差小于0.3%,计算公式具有形式简单、精度高、适用范围广的优点,该研究为排灌渠道的断面设计以及渠道流量控制时求解均匀流水深提供了简捷方法. 展开更多

关键词 灌溉渠道 正常水深 迭代理论 优化计算 半立方抛物线 断面特征水深

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抛物线形断面渠道收缩水深的直接计算方法 被引量：22

2

作者 赵延风 宋松柏 孟秦倩 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2008年第3期36-37,41,共3页

通过对抛物线形断面收缩水深的基本方程进行恒等变形,得到了快速收敛的迭代公式,再与合理的迭代初值配合使用,得到抛物线形断面收缩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,收缩水深的最大相对误差仅为0.12%,直... 通过对抛物线形断面收缩水深的基本方程进行恒等变形,得到了快速收敛的迭代公式,再与合理的迭代初值配合使用,得到抛物线形断面收缩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,收缩水深的最大相对误差仅为0.12%,直接计算公式形式简捷、精度高、适用范围广。 展开更多

关键词 抛物线形断面 收缩水深 直接计算 渠道

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普通城门洞形断面临界水深的近似计算方法 被引量：13

3

作者 赵延风 宋松柏 孟秦倩 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2008年第4期14-15,共2页

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... 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。 展开更多

关键词 普通城门洞形断面 临界水深 近似计算

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圆形断面临界水深的近似计算公式 被引量：10

4

作者 赵延风 宋松柏 李宇 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2008年第2期62-64,共3页

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。

关键词 圆形断面 临界水深 近似计算

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Matlab语言在梯形明渠水力计算中的应用 被引量：8

5

作者 赵延风 王正中 +1 位作者 许景辉 芦琴 《节水灌溉》 北大核心 2008年第4期38-40,47,共4页

Matlab语言以其独有的优越性而广泛应用于各种复杂的计算中。通过对梯形明渠水力计算公式进行适当变换,建立了4种水力计算的数学模型,并以实例应用Matlab语言进行编程计算,其编程过程简单、计算结果就是精确解,计算方法容易掌握。

关键词 MATLAB语言 梯形明渠 水力计算

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矩形断面收缩水深的直接计算方法 被引量：11

6

作者 赵延风 王正中 孟秦倩 《人民长江》 北大核心 2008年第8期102-103,共2页

矩形断面收缩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。通过对矩形断面收缩水深的基本方程进行恒等变形,得到快速收敛的迭代公式;再与合理的迭代初值配合使用,得到矩形断面收缩水... 矩形断面收缩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。通过对矩形断面收缩水深的基本方程进行恒等变形,得到快速收敛的迭代公式;再与合理的迭代初值配合使用,得到矩形断面收缩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,收缩水深的最大相对误差仅为0.28%,直接计算公式形式简捷、精度高、适用范围广。 展开更多

关键词 矩形断面 收缩水深 直接计算 计算公式

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无压流圆形断面收缩水深的近似计算公式 被引量：12

7

作者 赵延风 王正中 孟秦倩 《三峡大学学报（自然科学版）》 CAS 2009年第1期6-8,共3页

无压流圆形断面收缩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.通过引入无量纲收缩水深,对无压流圆形断面收缩水深的基本方程进行恒等变形,得到了快速收敛的迭代公式,再与合理的迭... 无压流圆形断面收缩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.通过引入无量纲收缩水深,对无压流圆形断面收缩水深的基本方程进行恒等变形,得到了快速收敛的迭代公式,再与合理的迭代初值配合使用,得到无压流圆形断面收缩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,收缩水深的最大相对误差小于0.72%.近似计算公式形式简捷、精度高、适用范围广. 展开更多

关键词 无压流 圆形断面 收缩水深 近似计算

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论梯形明渠临界水深的精确计算公式 被引量：6

8

作者 赵延风 祝晗英 +1 位作者 宋松柏 孟秦倩 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2009年第4期18-21,47,共5页

梯形明渠临界水深的求解过程是求解一个单变量超越方程的过程,理论上无解析解。通过引入无量纲参数——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... 梯形明渠临界水深的求解过程是求解一个单变量超越方程的过程,理论上无解析解。通过引入无量纲参数——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4套梯形断面临界水深的直接计算公式,其中2套计算公式印证了前人的成果,并为前人的公式推导提供了简捷、充分的理论依据。通过对多家公式形式的表述和比较,并根据精度1%和1‰的不同要求进行误差分析,结果表明:4套直接计算公式理论性强,形式简单,适用范围广,计算精度高,值得推广。 展开更多

关键词 梯形明渠 临界水深 精确计算 单位水面宽度

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一种新的圆形过水断面正常水深近似计算公式 被引量：17

9

作者 赵延风 祝晗英 王正中 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2010年第1期68-71,共4页

为了给工程设计提供更为简捷、通用且有较高精度的圆形过水断面正常水深的计算公式,首先引入无量纲正常水深参数并对圆形过水断面正常水深的基本方程进行恒等变形,然后根据优化拟合原理对恒等变形公式进行分析处理,从而导出了一种新的... 为了给工程设计提供更为简捷、通用且有较高精度的圆形过水断面正常水深的计算公式,首先引入无量纲正常水深参数并对圆形过水断面正常水深的基本方程进行恒等变形,然后根据优化拟合原理对恒等变形公式进行分析处理,从而导出了一种新的圆形过水断面水深近似计算公式.误差分析及实例计算结果表明,该近似计算公式形式简单,适用范围广,计算精度高,工程常用范围内其正常水深计算的最大相对误差小于0.74%. 展开更多

关键词 圆形过水断面 正常水深 计算公式

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排灌输水隧洞正常水深的简捷算法 被引量：2

10

作者 赵延风 王正中 +2 位作者 方兴 刘计良 洪安宇 《排灌机械工程学报》 EI 2011年第6期523-528,共6页

为了使标准城门洞形断面正常水深的求解具有简单的显函数计算公式,对标准城门洞形断面正常水深的基本方程进行恒等变形,将水面位于底角圆弧段和顶弧段正常水深的超越方程以及水面位于侧边直线段正常水深的高次方程,变成无量纲化正常水... 为了使标准城门洞形断面正常水深的求解具有简单的显函数计算公式,对标准城门洞形断面正常水深的基本方程进行恒等变形,将水面位于底角圆弧段和顶弧段正常水深的超越方程以及水面位于侧边直线段正常水深的高次方程,变成无量纲化正常水深与已知量综合参数的单变量函数方程.引入准线性函数的概念并将准线性函数作为标准模板,再对正常水深的单变量函数方程应用准线性函数标准模板,在工程常用范围即无量纲化正常水深y∈[0.051,.80]范围内进行优化计算及准线性函数逼近,得到了超越方程和高次方程的替代函数方程,替代函数具有类似于线性函数形式,即正常水深的准线性显函数表达式,并进行误差分析.结果表明,在隧洞底部圆弧段正常水深的最大相对误差小于0.36%,侧边直线段正常水深的最大相对误差小于0.31%,顶弧段正常水深的最大相对误差小于0.39%,说明准线性公式在隧洞有效水深范围内计算的水深准确度较高,可为排灌输水隧洞的断面设计及实现渠道水位控制时确定均匀流水深提供参考. 展开更多

关键词 排灌输水隧洞 标准城门洞 正常水深 准线性函数 函数逼近

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城门洞形断面收缩水深的近似计算公式 被引量：6

11

作者 赵延风 宋松柏 孟秦倩 《节水灌溉》 北大核心 2007年第8期22-23,共2页

城门洞形断面收缩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。通过引入无量纲收缩水深,对城门洞形断面收缩水深的基本方程进行恒等变形,得到收缩水深的近似计算公式。误差分析及实... 城门洞形断面收缩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。通过引入无量纲收缩水深,对城门洞形断面收缩水深的基本方程进行恒等变形,得到收缩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,收缩水深的最大相对误差小于1.1%。该公式形式简捷、精度高、适用范围广。 展开更多

关键词 城门洞形断面 收缩水深 近似计算

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无压流圆形断面临界水深的新近似计算公式 被引量：10

12

作者 赵延风 何晓军 +1 位作者 祝晗英 王正中 《人民长江》 北大核心 2009年第11期76-77,79,共3页

无压流圆形断面临界水深的计算需求解高次隐函数方程,不易于直接求解,现有的近似计算公式计算过程复杂,误差大,适用范围小。通过引入无量纲临界水深,对无压流圆形断面临界水深的基本方程进行恒等变形,并应用优化拟合原理,得到临界水深... 无压流圆形断面临界水深的计算需求解高次隐函数方程,不易于直接求解,现有的近似计算公式计算过程复杂,误差大,适用范围小。通过引入无量纲临界水深,对无压流圆形断面临界水深的基本方程进行恒等变形,并应用优化拟合原理,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0.552%,该公式形式简捷、精度高、适用范围广。 展开更多

关键词 无压流 圆形断面 临界水深 近似计算

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基于公式覆盖度的矩形渠道收缩断面水深计算 被引量：1

13

作者 赵延风 洪安宇 王正中 《人民长江》 北大核心 2016年第6期92-94,共3页

为了适当提高收缩断面水深公式的适用范围,通过对矩形渠道收缩断面水深的基本方程进行化简,得到无量纲水深迭代方程,随后采用一元二次方程替代矩形收缩断面水深的一元三次方程,最后将二次方程的解代入迭代方程中得到无量纲收缩断面水深... 为了适当提高收缩断面水深公式的适用范围,通过对矩形渠道收缩断面水深的基本方程进行化简,得到无量纲水深迭代方程,随后采用一元二次方程替代矩形收缩断面水深的一元三次方程,最后将二次方程的解代入迭代方程中得到无量纲收缩断面水深的计算公式。该公式在无量纲收缩断面水深不大于0.6时,最大相对误差小于0.15%。公式具有形式简单、适用范围广、精度高的特点,为特殊工况下的断面水深计算提供了新的方法。 展开更多

关键词 水力计算 矩形渠道 收缩断面水深 公式覆盖度 计算方法

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抛物线断面河渠正常水深的近似计算公式 被引量：4

14

作者 王羿 王正中 +1 位作者 赵延风 冷畅俭 《人民长江》 北大核心 2011年第11期107-109,共3页

抛物线断面河渠正常水深方程形式复杂,解析解求解困难。通过对抛物线形渠道正常水深方程进行恒等变形,对已知量进行整合,得到快速收敛的无量纲迭代方程式,再用优化拟合分析的方法选取迭代初值,由不动点迭代法提出了无量纲正常水深近似... 抛物线断面河渠正常水深方程形式复杂,解析解求解困难。通过对抛物线形渠道正常水深方程进行恒等变形,对已知量进行整合,得到快速收敛的无量纲迭代方程式,再用优化拟合分析的方法选取迭代初值,由不动点迭代法提出了无量纲正常水深近似计算公式。误差分析结果表明:抛物线形断面河渠正常水深近似计算公式简单、精确,在工程常用范围内相对误差小于1%,满足工程要求。 展开更多

关键词 抛物线 河渠 正常水深 计算公式

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普通城门洞断面正常水深的近似计算式 被引量：4

15

作者 张宽地 吕宏兴 赵延风 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2010年第2期34-36,41,共4页

普通城门洞形过水断面是泄洪隧洞较常采用的断面形式之一,其几何图形由槽形与圆弧曲线构成,过水断面水力要素为分段函数,正常水深的计算无论是查图表法还是迭代试算法都比较繁琐,计算误差较大,且依赖图表,不便于应用。为此,通过城门洞... 普通城门洞形过水断面是泄洪隧洞较常采用的断面形式之一,其几何图形由槽形与圆弧曲线构成,过水断面水力要素为分段函数,正常水深的计算无论是查图表法还是迭代试算法都比较繁琐,计算误差较大,且依赖图表,不便于应用。为此,通过城门洞形断面均匀流方程的数学变换,并对引入的无量纲参数与相对临界水深的关系进行分析及计算,应用逐步优化拟合原理进行分段拟和,得到了城门洞形断面均匀流水深的直接计算式。实例计算及误差分析表明:在工程实用范围内(正常水深与拱顶半径之比在1.00到1.80之间),该公式最大相对误差仅为0.40%,且该式物理概念清晰明确、公式形式简捷,能为工程设计及水工设计手册的编制提供有益的参考。 展开更多

关键词 水力计算 正常水深 城门洞形断面

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用模式搜索算法求解梯形明渠正常水深 被引量：2

16

作者 张宽地 吕宏兴 +1 位作者 王正中 赵延风 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2009年第9期25-28,34,共5页

梯形明渠正常水深在水力设计中经常遇到,但其求解无显函数形式的表达式,传统计算中的试算法或查图法不仅计算过程繁琐复杂,而且计算精度不高。通过引入一个无量纲参数——单位水面宽度,对梯形明渠正常水深的基本方程进行恒等变形,得到... 梯形明渠正常水深在水力设计中经常遇到,但其求解无显函数形式的表达式,传统计算中的试算法或查图法不仅计算过程繁琐复杂,而且计算精度不高。通过引入一个无量纲参数——单位水面宽度,对梯形明渠正常水深的基本方程进行恒等变形,得到了求解单位水面宽度的超越函数,并证明该方程为单调函数。为此,将求解正常水深的问题等价于一非线性优化问题,并用模式搜索算法求解。实例计算及误差分析表明:该算法计算经济、收敛性好,为梯形断面水力计算提供了一种新的求解思路。 展开更多

关键词 正常水深 模式搜索算法 梯形明渠 单位水面宽度

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弹性固支平板钢闸门主梁的可靠度分析 被引量：1

17

作者 王羿 王正中 +1 位作者 孙丹霞 赵延风 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2011年第4期54-58,79,共6页

针对目前平板钢闸门结构形式存在的内力分布不均,主梁跨中弯矩大的问题,根据超静定结构承载力高于静定结构的原理,提出了弹性固定支座平板钢闸门主梁新型结构形式。以跨中截面与支座截面等安全度为原则,确定弹性固定支座截面合理转角;... 针对目前平板钢闸门结构形式存在的内力分布不均,主梁跨中弯矩大的问题,根据超静定结构承载力高于静定结构的原理,提出了弹性固定支座平板钢闸门主梁新型结构形式。以跨中截面与支座截面等安全度为原则,确定弹性固定支座截面合理转角;根据结构可靠度理论评价该结构主梁的可靠度指标,并与现行结构形式主梁的可靠度进行比较。结果表明:该新型结构可以在主梁截面不变情况下提高可靠度指标1.44,在可靠度指标不变情况下减少材料30%,可靠度沿跨长的分布均匀,为一种经济合理、安全可靠的结构形式。 展开更多

关键词 平板钢闸门 主梁 弹性固支 合理转角 可靠度分析

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按薄膜结构对钢面板弹塑性调整系数的探讨 被引量：5

18

作者 王正中 赵延风 徐永前 《西北水资源与水工程》 1992年第4期39-45,共7页

根据能量原理、屈服理论及静力平衡微分方程确定出了弹性薄膜的张力函数、变位函数及极限荷载。进而确定出了弹塑性调整系数的理论值。

关键词 薄膜结构 钢面板 弹塑性 闸门

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窄深式矩形明渠紊流流速分布规律研究 被引量：8

19

作者 谭显文 王正中 +2 位作者 赵延风 赵春龙 高歌 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期67-73,共7页

针对目前明渠流速分布计算中所存在的问题,考虑窄深式矩形渠道流速分布受侧壁影响大,选取能反映侧壁处竖向流速分布规律的抛物线形式,根据3维雷诺方程,建立了矩形渠道的紊流数学物理模型,推导出了水流受侧壁影响下的全断面流速分布公式... 针对目前明渠流速分布计算中所存在的问题,考虑窄深式矩形渠道流速分布受侧壁影响大,选取能反映侧壁处竖向流速分布规律的抛物线形式,根据3维雷诺方程,建立了矩形渠道的紊流数学物理模型,推导出了水流受侧壁影响下的全断面流速分布公式和平均流速横向分布公式。通过矩形水槽实验,验证表明,在y/h>0.2时,侧壁处的测点误差都在6%左右,渠道中心区域误差在3%以内;但在y/h<0.2时,误差比较大,最大误差达10%。与以往紊流公式相比,精度较高,物理意义更加明确,表明本公式能较好地反映紊流流速分布特性,具有较高的理论意义和实用价值。 展开更多

关键词 流速分布 矩形渠道 紊流 雷诺方程 抛物线

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抛物线类渠道水力最佳及实用经济断面统一设计方法 被引量：3

20

作者 陈柏儒 王羿 +1 位作者 赵延风 王正中 《灌溉排水学报》 CSCD 北大核心 2018年第9期91-99,共9页

【目的】解决任意次抛物线形渠道湿周积分公式为不可积分而导致水力最佳及实用经济断面无解析解的问题。【方法】采用高斯超几何函数给出了任意次抛物线形渠道湿周的解析计算式,以水深、水面宽度为变量,用拉格朗日乘数法对该类渠道的水... 【目的】解决任意次抛物线形渠道湿周积分公式为不可积分而导致水力最佳及实用经济断面无解析解的问题。【方法】采用高斯超几何函数给出了任意次抛物线形渠道湿周的解析计算式,以水深、水面宽度为变量,用拉格朗日乘数法对该类渠道的水力最佳断面参数进行求解。【结果】得到了任意次抛物线类渠道的水力最佳断面参数求解方程,再根据实用经济断面与水力最佳断面的关系得到了任意次抛物线类渠道的实用经济断面参数求解方程。最后给出抛物线类渠道实用经济断面水面宽度与水深的比值的关系表。【结论】该方法易于设计任意次抛物线类水力最佳及实用经济断面,可供渠道规划设计参考应用,也为规范修订提供理论依据。 展开更多

关键词 抛物线类渠道 高斯超几何函数 水力最佳断面 实用经济断面 明渠水力学 统一设计方法

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