梯形渠道恒定渐变流水面线计算的新解析法 被引量：16

1

作者 黄朝煊 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2012年第11期46-49,54,共5页

对棱柱体明渠梯形断面下的恒定非均匀流沿程水面线进行深入研究,基于恒定渐变流基本微分方程,通过对该微分方程无量纲化,采用数值分析理论,得到由简单双曲函数组成的新等效恒定渐变流基本微分方程;通过变量分离,直接积分得到流程S与始... 对棱柱体明渠梯形断面下的恒定非均匀流沿程水面线进行深入研究,基于恒定渐变流基本微分方程,通过对该微分方程无量纲化,采用数值分析理论,得到由简单双曲函数组成的新等效恒定渐变流基本微分方程;通过变量分离,直接积分得到流程S与始、末段水深h1,h2的解析函数;通过该解析函数可直接计算出沿程水面线。该方法比《溢洪道设计规范》中推荐的分段求和试算法更简单、便捷,特别对水深较敏感段,规范推荐试算法误差较大,并且逐段试算推求水深将导致末端断面水深误差逐步累积,导致误差增大,精度下降。最后通过工程实例计算比较得出:新解析法计算成果与规范推荐法(程序)计算成果基本一致,对于渠长较长时新解析法成果甚至优于规范推荐的分段试算法,完全满足工程实践要求。 展开更多

关键词 恒定渐变流基本微分方程 相对水深 数值拟合

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矩形明渠非恒定渐变流水深的计算——圣维南(Saint-Venant)方程组的解析解 被引量：1

2

作者 马震 《安阳师范学院学报》 2009年第5期62-63,共2页

利用圣维南方程组对矩形明渠非恒定渐变流动的计算,本文给出了解析解,该解具有简单实用的优点,可以求得任意精度的近似值以满足实际工程的需要.

关键词 矩形明渠 非恒定渐变流 圣维南方程组 解析解

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圆形无压隧洞恒定渐变流水面线计算的近似法 被引量：5

3

作者 黄朝煊 《灌溉排水学报》 CSCD 北大核心 2012年第5期113-117,共5页

基于恒定渐变流基本微分方程,采用数值分析理论,得到流程与始、末段水深的解析函数,通过该函数可直接计算沿程水面线。该方法比《水工隧洞设计规范》中推荐的分段求和试算法更简单、便捷,特别对水深较敏感段。规范推荐试算法误差较大,... 基于恒定渐变流基本微分方程,采用数值分析理论,得到流程与始、末段水深的解析函数,通过该函数可直接计算沿程水面线。该方法比《水工隧洞设计规范》中推荐的分段求和试算法更简单、便捷,特别对水深较敏感段。规范推荐试算法误差较大,并且逐段试算推求水深,将导致末端断面水深误差逐步累积,误差大,精度下降。通过工程实例计算比较得出:新解析法计算结果与规范推荐法(程序)计算结果基本一致,甚至优于规范推荐的分段试算法,完全满足工程实践要求。 展开更多

关键词 恒定渐变流基本微分方程 相对水深 数值拟合

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明渠恒定渐变流水面变化规律探讨 被引量：2

4

作者 陈会峰 《人民黄河》 CAS 北大核心 2013年第9期109-110,113,共3页

针对明渠恒定渐变流的水面变化问题,根据水力学能量方程,建立了明渠恒定渐变流的能量微分方程,并推导出水位及水深的沿程变化规律,通过数学推导,得出明渠恒定渐变流在缓流和急流状态下的水面变化规律。该规律不需对河渠水面线进行分区... 针对明渠恒定渐变流的水面变化问题,根据水力学能量方程,建立了明渠恒定渐变流的能量微分方程,并推导出水位及水深的沿程变化规律,通过数学推导,得出明渠恒定渐变流在缓流和急流状态下的水面变化规律。该规律不需对河渠水面线进行分区分情况讨论,适用于各种河渠断面,适用性强,在河渠设计中,也可以通过该规律反算河渠参数,使河渠满足水位和水深的工程要求,实用性强。 展开更多

关键词 明渠恒定渐变流 水位变化 水深变化 河渠设计

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马蹄形无压隧洞恒定渐变流水面线计算的新解析法 被引量：2

5

作者 黄朝轩 《中国农村水利水电》 北大核心 2012年第10期91-94,共4页

对马蹄形无压隧洞的恒定非均匀流沿程水面线进行了深入研究,基于恒定渐变流基本微分方程,通过采用数值分析理论,得到流程S与始、末段水深h1、h2的解析函数,通过该函数可直接计算沿程水面线。该方法比《水工隧洞设计规范》中推荐的分段... 对马蹄形无压隧洞的恒定非均匀流沿程水面线进行了深入研究,基于恒定渐变流基本微分方程,通过采用数值分析理论,得到流程S与始、末段水深h1、h2的解析函数,通过该函数可直接计算沿程水面线。该方法比《水工隧洞设计规范》中推荐的分段求和试算法更简单、便捷,特别对水深较敏感段,规范推荐试算法误差较大,并且逐段试算推求水深将导致末端断面水深误差逐步累积,导致误差大,精度下降。最后通过工程实例计算比较得出:新解析法计算成果与规范推荐法(程序)计算成果基本一致,甚至优于规范推荐的分段试算法,完全满足工程实践要求。 展开更多

关键词 恒定渐变流基本微分方程 相对水深 数值拟合

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弧底梯形明渠恒定渐变流水面线计算的直接算法 被引量：1

6

作者 黄朝煊 王贺瑶 《中国农村水利水电》 北大核心 2015年第3期147-151,共5页

对圆弧底梯形明渠恒定非均匀流沿程水面线进行了深入研究,认为《溢洪道设计规范》推荐的分段求和法在趋近于正常水深附近,水深对流程S影响特别敏感,分段求和法误差较大。基于恒定渐变流基本微分方程,通过无量纲化数值分析,对无量纲流程... 对圆弧底梯形明渠恒定非均匀流沿程水面线进行了深入研究,认为《溢洪道设计规范》推荐的分段求和法在趋近于正常水深附近,水深对流程S影响特别敏感,分段求和法误差较大。基于恒定渐变流基本微分方程,通过无量纲化数值分析,对无量纲流程S取对数函数,并作为新的待求函数得到新的方程,该方程在正常水深、临界水深附近性态相对较好,采用Runge-Kutta法和外推法结合并给出显式解求解式,通过算例分析,该法比规范推荐的分段求和试算法更简单、便捷,特别对水深较敏感段,规范推荐试算法误差较大,而本文方法则能一定程度上降低其敏感性。最后通过工程实例计算比较得出:本文新解析法计算成果与规范推荐法(程序)计算成果基本一致,甚至优于规范推荐的分段试算法,完全满足工程实践要求。 展开更多

关键词 恒定渐变流基本微分方程 相对水深 数值拟合 RUNGE-KUTTA法 外推法

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典型无压长隧洞恒定渐变流水面线计算的新解析法 被引量：1

7

作者 王贺瑶 黄朝煊 《水利与建筑工程学报》 2015年第3期77-81,187,共6页

针对现有水面线计算采用的逐段试算法计算较繁琐等问题,对典型无压长隧洞如城门洞形、卵形无压隧洞恒定渐变流沿程水深的计算进行了数学推导。根据渐变流水力微分方程,利用数值计算理论及无量纲化原理,将恒定渐变流基本微分方程转换为... 针对现有水面线计算采用的逐段试算法计算较繁琐等问题,对典型无压长隧洞如城门洞形、卵形无压隧洞恒定渐变流沿程水深的计算进行了数学推导。根据渐变流水力微分方程,利用数值计算理论及无量纲化原理,将恒定渐变流基本微分方程转换为高精度的可解析积分函数形式,进而得到典型无压长隧洞水面线计算得解析式,利用该解析式可直接算得沿程水深。该解析算法比《水工隧洞设计规范》建议的逐段试算法更简捷,并通过工程算例分析,该新解析法成果精度可靠,方便快捷,完全满足工程实践要求。 展开更多

关键词 恒定渐变流 城门洞形断面 卵形断面 断面水力要素

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显式Runge-Kutta法求解明槽恒定渐变流的稳定性研究 被引量：2

8

作者 周斌 《人民珠江》 2021年第2期72-76,共5页

显式Runge-Kutta法是求解明槽恒定渐变流微分方程的常用算法之一,近年来得到国内一些学者的研究和推广。研究显式Runge-Kutta法求解明槽恒定渐变流方程的稳定性可进一步夯实该算法技术推广的基础。采用多元函数泰勒公式展开明槽恒定渐... 显式Runge-Kutta法是求解明槽恒定渐变流微分方程的常用算法之一,近年来得到国内一些学者的研究和推广。研究显式Runge-Kutta法求解明槽恒定渐变流方程的稳定性可进一步夯实该算法技术推广的基础。采用多元函数泰勒公式展开明槽恒定渐变流的4阶显式Runge-Kutta方程,略去高阶微量并消去部分项后可得到误差传播方程。误差传播方程显示,用4阶显式Runge-Kutta法求解明槽恒定渐变流微分方程时,缓流流态应从下游向上游推算,急流流态从上游向下游推算,才有可能在取用足够小的计算段长时能保证计算的稳定性。通过典型计算进一步验证了该结论,该结论也可进一步推广至至一般性的显式Runge-Kutta法。 展开更多

关键词 水面线 明槽恒定渐变流 稳定性 误差分析 RUNGE-KUTTA法

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谢才公式在大型输水明渠流量计算中的应用实例 被引量：1

9

作者 万鹏 吴奎 向耕 《珠江水运》 2020年第19期17-18,共2页

某大型输水工程常需通过计算流量调度闸门开度,传统经验公式是通过已知闸门开度和观察闸前、闸后水位来计算流量。在实际调度运行中,比对计算数据和实测流量数据,发现传统经验公式在部分工况下存在局限性。本文通过现有数据,求解该明渠... 某大型输水工程常需通过计算流量调度闸门开度,传统经验公式是通过已知闸门开度和观察闸前、闸后水位来计算流量。在实际调度运行中,比对计算数据和实测流量数据,发现传统经验公式在部分工况下存在局限性。本文通过现有数据,求解该明渠粗糙系数,核算谢才公式在该输水工程中的流量计算结果,得出该明渠流量计算实用性较高的一个公式。 展开更多

关键词 谢才公式 明渠恒定非均匀渐变流 粗糙系数

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南水北调中线干渠闸门同步关闭水力响应特性 被引量：3

10

作者 崔巍 王磊 +3 位作者 穆祥鹏 陈文学 刘哲 雷毓灵 《南水北调与水利科技（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1013-1020,共8页

构建南水北调中线干渠局部一维非恒定渐变流模型,以“刁河闸—湍河闸”渠池为例,测试闸门调控方式和渠道运行条件对闸前壅水峰值水位、达到峰值水位所用时间、水力振荡频率、水力振荡幅度等水力响应特性的影响。研究表明:水力振荡上升... 构建南水北调中线干渠局部一维非恒定渐变流模型,以“刁河闸—湍河闸”渠池为例,测试闸门调控方式和渠道运行条件对闸前壅水峰值水位、达到峰值水位所用时间、水力振荡频率、水力振荡幅度等水力响应特性的影响。研究表明:水力振荡上升过程快,下降过程慢,波幅随时间呈对数函数衰减;闸前壅水峰值水位随闸门关闭速度、闸门关闭幅度、输水流量、运行水位、渠道糙率的减小而近似线性地减小;达到峰值水位所用时间对输水流量、运行水位和糙率变化不敏感,随闸门关闭幅度和输水流量的增加而近似线性减小;水力振荡频率对闸门关闭所用时间、闸门关闭幅度、输水流量和糙率变化不敏感;水力振荡幅度对运行水位、糙率变化不敏感,随输水流量的增大而快速衰减。 展开更多

关键词 水力学 南水北调中线工程 闸门同步关闭 非恒定渐变流仿真 水力振荡

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基于断面比能和大数据的明渠量水方法及其应用研究 被引量：3

11

作者 孔强 谢晓彤 《中国农村水利水电》 北大核心 2020年第10期142-147,共6页

根据明渠恒定渐变流形成条件和水力特性,以断面比能为理论依据,采用迭代法计算明渠流速、流量,构建了基于断面比能和大数据的新型明渠双水位量水方法。通过在冶河灌区实际应用,对采集的水深数据和实测的流量数据进行大数据计算,得出不... 根据明渠恒定渐变流形成条件和水力特性,以断面比能为理论依据,采用迭代法计算明渠流速、流量,构建了基于断面比能和大数据的新型明渠双水位量水方法。通过在冶河灌区实际应用,对采集的水深数据和实测的流量数据进行大数据计算,得出不同上下游水深对应的水力坡度和流量,提出糙率按水深和时段分区取值,并在此基础上绘制明渠恒定渐变流Q^Hs~ΔH关系曲线,分析实际工程中时段、边壁条件对糙率系数的影响,阐述明渠量水段应具备的条件。该方法理论依据充分,糙率取值较合理,流量精度较高,研究结果可为灌区量水技术方法创新和应用提供参考。 展开更多

关键词 断面比能 大数据 水力坡度 明渠恒定渐变流 迭代法

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标准城门洞形隧洞水面线的直接计算方法 被引量：1

12

作者 班国德 牛坤 《云南水力发电》 2020年第8期120-123,共4页

目前明渠水面线计算中各常规方法普遍存在过程繁琐、应用不便的问题,从明渠渐变流基本微分方程出发,研究简便直接的计算方法是可行必要的。根据标准城门洞形断面的几何特征,推导出断面不同水深的水力参数计算式。通过无量纲化处理和优... 目前明渠水面线计算中各常规方法普遍存在过程繁琐、应用不便的问题,从明渠渐变流基本微分方程出发,研究简便直接的计算方法是可行必要的。根据标准城门洞形断面的几何特征,推导出断面不同水深的水力参数计算式。通过无量纲化处理和优化拟合理论,将渐变流基本方程转化为通用函数积分表达式,得到了直接计算标准城门形隧洞水面线的积分公式。通过算例比较分析,直接计算方法计算方便,其与分段试算法的最大误差小于0.64%,计算精度完全满足工程应用需要。 展开更多

关键词 标准城门洞形隧洞 水力要素 恒定渐变流 水面线 计算方法

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彭水水电站库区回水防洪安全主要影响因素分析 被引量：1

13

作者 杨小松 黎均平 +1 位作者 罗卫国 何小聪 《水电能源科学》 北大核心 2018年第10期76-79,共4页

彭水水电站库区的沿河县城防洪安全受多个因素的影响,为了确定沿河县城防洪调度的主要影响因素和控制条件,通过建立彭水水电站渐变恒定流回水计算模型,对比分析了彭水水电站坝前水位、沙沱水电站拦蓄流量、沙沱至彭水区间来水等因素对... 彭水水电站库区的沿河县城防洪安全受多个因素的影响,为了确定沿河县城防洪调度的主要影响因素和控制条件,通过建立彭水水电站渐变恒定流回水计算模型,对比分析了彭水水电站坝前水位、沙沱水电站拦蓄流量、沙沱至彭水区间来水等因素对沿河县城处回水水位的影响。结果表明,沙沱水电站下泄流量是最主要的影响因素,利用沙沱水电站的拦蓄作用控制下泄流量能更好地保障沿河县城防洪安全,为沿河县城防洪调度提供技术支撑。 展开更多

关键词 彭水水电站 库区回水 防洪安全 渐变恒定流

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苏布雷水电站尾水渠水力学分析

14

作者 王树平 陈世才 喻畅 《水电站设计》 2016年第4期20-23,共4页

苏布雷水电站尾水渠长度较长,布置较复杂,要求在满足尾水出流功能的同时要尽量改善尾水流态,降低水头损失以满足电站水轮机及发电机出力要求,并尽量减少开挖及混凝土工程量。本文针对经多方比较确定的尾水渠推荐布置方案进行尾水渠水力... 苏布雷水电站尾水渠长度较长,布置较复杂,要求在满足尾水出流功能的同时要尽量改善尾水流态,降低水头损失以满足电站水轮机及发电机出力要求,并尽量减少开挖及混凝土工程量。本文针对经多方比较确定的尾水渠推荐布置方案进行尾水渠水力学分析,计算水头损失,推求渠道水面线,验证了各工况下尾水闸前水位能满足水轮机及发电机出力要求,尾水渠布置及底板、边墙的衬砌范围设置是合适的。 展开更多

关键词 长尾水渠 恒定非均匀渐变流 当量糙率 水头损失 水面线

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郁江南宁(三)站至老口圩段设计洪水水面线分析计算

15

作者 李川琳 黄琳 《广西水利水电》 2014年第6期67-70,共4页

利用实测大断面资料和历年洪水调查资料,通过迭代求解一维恒定非均匀渐变流能量方程,分析计算南宁水文站至老口水利枢纽沿程的洪水水面线,为该区域河段的各类拟建或在建工程提供设计和施工期洪水预报依据。

关键词 实测大断面 恒定非均匀渐变流 水面线 郁江 老口 南宁水文(三)站

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