江西营水文站平坦V型堰流量计算分析

基于矩形和梯形槽平坦V型堰流量计算公式的原理,受实际地质等条件限制,公式中各系数的率定较为复杂和困难,经实测资料验证,率定K综合系数,提出平坦V型堰流量简易计算公式。经江西营站实测检验分析平坦V型堰流量简易公式可以用于该站平坦V型堰推求水位流量关系线,并具有较好的应用效果。对于陕南巴山地区小河站,建设平坦V型堰来获取河道瞬时流量资料,无疑是最直接简便且能保证精度的最好方法。对于“十四五”秦巴山区无实测流量资料的三类水文站,可利用量水堰综合系数计算流量提供参考。

利用迷宫堰进行隧洞内配水的研究

迷宫堰是堰顶平面为锯齿状折线的一种特殊堰型,适用于需要在保证过堰流量前提下降低堰上水头且过流宽度受限制的过水建筑物。本文以实际工程为例,对迷宫堰与薄壁堰的洞内配水进行对比分析,并通过模型试验成果验证了理论计算满足工程要求,可供同类型的其他工程借鉴与参考。

高原环境下WES剖面实用堰流量系数分析

本文依托西藏农牧学院-多功能变坡水槽,以WES剖面型实用堰为模型开展堰流流量系数测定实验,改变流量测得相应的堰顶水头H和断面流速v0,计算出堰顶全水头H0和相应流量系数m值,并对海拔3000 m地区WES剖面型实用堰流量系数经验公式进行拟合。结果表明:当上游堰高P1/设计水头Hd=1时,在海拔3000 m时WES剖面型实用堰流量系数m随堰顶全水头H_(0)与设计水头Hd比值的增大而增大,与海拔30 m相比,二者变化趋势大致相同,但是同一比值情况下,海拔在3000 m时流量系数要大于海拔30 m时的流量系数,最大差值可达4.60%;海拔3000 m地区WES剖面型实用堰流量系数经验公式为m=0.03963(H_(0)/H_(d))^(3)-0.17984(H_(0)/H_(d))^(2)+0.29027(H_(0)/H_(d))+0.34957,经验公式计算流量与实测流量之间最大绝对百分误差为3.32%。

梯形薄壁堰流量规律数值模拟研究

旨在用数值模拟方法推求计算梯型薄壁堰堰流的简化公式。通过推求梯型薄壁堰堰流的基本理论公式,并求解气液两相流时均方程,辅以RNG k-ε湍流模型模拟了5种不同堰顶水头下梯形薄壁堰的过流能力。用SIMPLE算法对模拟体系中的压力与速度的耦合进行求解,同时用VOF法对自由水面的流动变化信息进行捕捉;进而通过最小二乘法的拟合得到模拟的流量值随堰顶水头变化的简化计算式,采用此公式计算了梯形薄壁堰在不同堰顶水头时的过流流量,与所推基本理论公式的计算值相比结果基本一致,可为实际工程中流量的控制和测量提供参考。

双曲线型薄壁堰泄流规律的数值模拟

【目的】推求双曲线型薄壁堰堰流的基本方程式,确定双曲线型薄壁堰的流量系数,为实际工程中流量的控制和测量提供参考。【方法】根据双曲线构建了双曲线型薄壁堰,通过能量方程式推导其流量的计算公式;数值模拟了4种不同堰顶水头的过流能力,根据模拟的流量数据利用最小二乘法拟合流量与堰顶水头的关系式,与理论推求的堰流基本公式相结合确定双曲线型薄壁堰的流量系数,辅以RNGk-ε湍流模型数值求解气液两相流时均方程;使用半隐式SIMPLE(Semi-implicit method for pressure-linked equations)算法求解速度与压力耦合方程组,并用VOF(Volume of fluid)法模拟自由水面。【结果】理论公式计算的流量与数值模拟的流量相差甚微,相对误差在0.3%以内,证明本研究推求公式正确。【结论】双曲线型薄壁堰的流量与堰顶水头成正比关系,该关系为流量的控制和测量提供了便利。

矮堰基础冲刷研究进展

矮堰基础附近冲刷坑的深度是矮堰设计的重要参数,关系到建筑物的稳定与安全。系统回顾了国内外80余年关于矮堰基础冲刷的研究进展,阐述了矮堰基础冲刷的分类和机理,从物理模型试验、理论分析和数值模拟3个方面评述了研究现状和存在的不足。目前矮堰基础冲刷较为成熟的成果多集中于二维矮堰非淹没式清水冲刷方面,以物理模型试验方法为主,对于三维矮堰结构的动床冲刷、非冲积原状土床沙成分组成的影响、行进沙波与冲刷过程的耦合关系、浑水冲刷过程数值模拟技术等问题研究还有待深入。

三维紊流模型在丁坝中的应用

对淹没丁坝水流三维计算进行了研究和探讨,采用标准k-ε模型结合璧面函数的方法,模拟分析了丁坝淹没情况下丁坝附近的流场、紊动能及耗散率的分布,并把计算结果与实验资料进行了对比分析,计算值和实验值符合较好.此外,模型较好地模拟出了丁坝顶端的分离流、坝后回流及回流区横断面上的二次流.

迷宫堰泄流系数影响因素的试验研究

迷宫堰相较于直线堰,最大的优越性体现在它的泄流能力上。通过模型试验,在分析迷宫堰的泄流形态的基础上,着重分析了堰墙与来流夹角α、水头比H0/P、平面布置形式、水舌通气等几个因素对迷宫堰泄流系数的影响。

高淹没度下平底宽顶堰流量计算问题探讨

对高淹没度平底宽顶堰流量计算存在的问题进行研究,说明现有的2个基本计算公式之间存在较大的计算误差,通过分析大量的实测资料和试验资料,提出高淹没度下的淹没系数计算公式,并将计算值与实测资料进行比较,得出该公式计算的流量平均计算精度比现有的2个基本计算公式计算精度提高了8%-13%的结论。

堰高对低堰泄流能力影响的分析

在洞庭湖平原众多水利工程中 ,溢流坝广泛采用了低堰作为泄流建筑物。结合湖南几个低水头工程的模型试验资料和实际运行资料 ,初步探讨了上游堰高对低堰泄流能力的影响 ,结果表明 ,当上游相对堰高小于 0 .4时 ,上游堰高的变化对低堰流量系数的影响较大。从提高泄流能力的角度出发 ,在外部条件允许的情况下 ,低堰上游堰高应尽可能不小于设计水头的 0 .

迷宫堰泄流能力及泄洪振动水弹性模型研究

迷宫堰是无闸门溢洪道控制堰中深受欢迎、很有特点的堰型 ,其泄流能力强 ,但影响因素较多。本文通过试验研究和理论分析给出的流量系数公式可以很好地确定其泄流能力 ;通过水力学和结构动力学“合二为一”的水弹性模型 ,对迷宫堰的抗震性能和流激振动进行了试验研究 ,结果令人满意 ,足以为规划设计提供参考。

坎式阶梯溢流堰的冲刷特性研究

坎式阶梯溢流堰,即在传统阶梯溢流堰的台阶上增加尾坎结构,达到减小流速、减少冲刷的目的。为研究阶梯水平面上的尾坎位置与冲刷特性之间的关系,运用Flow-3D软件对坎式阶梯溢流堰的冲刷特性进行数值模拟,得到尾坎与台阶水平面末端出口之间的距离为0.5m和10m条件下,坎式阶梯溢流堰的水流流态、最大冲坑深度和位置、冲坑长度等。结果表明尾坎布置越靠近阶梯溢流堰的台阶末端,消能效果越好,冲刷深度更小。

活动堰测流水力计算原理及实验研究

应用液体连续性方程和能量方程讨论了活动堰水力计算原理 ,采用边界层理论分析了水流流经活动堰的水头损失 ,并编写了流量计算程序 .通过对活动堰测流进行实验研究和理论分析 ,认为活动堰过流的淹没度限值高 ,理论计算流量精度满足测流要求 .

复合堰流量计算

在实际水利工程建设中出现了布置形式不同于现在已知的任何一种堰型,这种堰型是将两种或者两种以上堰型在垂直方向或是在横向上分段设计而成的一种复合型式的堰型。研究了复合堰的水力特性,导出了复合堰的流量公式。而后通过在不同的流量下,对不同的测流断面进行分析和对比,给出了这种堰型自由流流量系数公式,在理论上予以阐述和论证。最后提出了由实测水头直接计算流量的流速系数法,可免除反复试算的麻烦。

鸭嘴阀扩散器紊动射流特性试验研究

采用超声多普勒流速仪（ＡＤＶ）和激光诱导荧光技术（ＬＩＦ），对鸭嘴阀扩散器的紊动扩散掺混特性进行研究，结果表明：当在出口下游１２．５Ｄ（Ｄ为孔径）范围内，鸭嘴阀扩散器的在主、次轴平面内的射流扩散特性有明显的差异，出现“轴开关”现象，在此区域内，紊动强度也较圆孔射流高出几倍；远区，射流扩散特性与圆射流相似。

用蒙特卡罗法解堰闸流动

本文首次运用不规则游动网格的蒙特卡罗方法求解堰闸流动问题．根据蒙特卡罗方法可以独立计算区域内任一点值的特点，提出了相应的自由表面和流量的迭代计算方法．经过多组计算表明，本文方法灵活、快速，流量系数、堰面压力分布的计算值与试验值吻合良好，为蒙特卡罗法求解有自由表面的流动问题取得了成功的经验．

堰闸隧洞的泄流能力计算公式商榷

泄流能力是决定泄水建筑物尺寸大小的关键性问题， 虽有设计手册可供查算， 但很多模型试验的结果与设计差距很大． 同样， 大孔径隧洞的泄流能力也常发生较大设计误差． 本文从水力学基本原理追索计算公式的合理性， 并以模型试验资料验证， 说明有些公式应加修正， 测流控制断面应加明确， 消能流态及其水头损失均应加考虑． 最后还给出了堰闸淹没泄流的流量系数表达式和大孔径隧洞泄洪流量的计算公式．

阶梯溢流面流速系数的试验研究

基于模型试验,研究了阶梯溢流面的流速系数影响流速系数的主要因素为单宽流量q、阶梯的高度h和溢流面的高度P定义了一个无量纲参数———跌落数Dr=q/gd√研究了阶梯面坡度l/d对流速系数的影响。

边界层理论在明渠测流中的应用

本文根据边界层理论计算壁面阻力的方法分析了明渠测流槽流量的计算问题。并把这种方法应用于Ｕ形（圆底形）喉道测流槽和Ｕ形渠道直壁槽式量水堰。模型试验及原型观测结果证明，理论计算和实际观测吻合。因此应用边界层理论来计算测流槽的流量，不仅从理论上研究了测流槽的量水问题，简化了繁琐的试验率定，而且具有重要的实用价值。

矩形渠道矩形侧堰水力特性试验研究

矩形侧堰作为一种量水设施,具有结构简单、造价低廉、安装拆卸方便和精度较高等优点,适用于量大面广的小型渠道及田间进水口的量水。对矩形渠道上6种不同高度的矩形侧堰在6种不同流量下进行试验,获得了矩形渠道矩形侧堰上下游附近水面线,研究了壅水高度、水头损失等水力特性,推导了形式简单、精度较高的流量公式。结果表明,主渠道侧堰附近水面靠近侧堰一侧波动程度较大,主渠道中心线次之,远离侧堰一侧的较稳定;壅水高度和水头损失随堰高度的增加而增加;推导的流量公式最大相对误差绝对值为4.98%,平均相对误差绝对值为4.27%,满足相关标准及灌区量水精度要求。