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大孔隙参数对斜坡非均匀渗流与稳定性的影响
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作者 阙云 李尚辉 +3 位作者 詹小军 张吉松 薛斌 谢秀栋 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期122-133,共12页
为揭示降雨条件下大孔隙参数对斜坡水分非均匀运移与稳定性的影响,基于两域模型与稳定系数场原理,建立降雨入渗下斜坡非均匀渗流与稳定性求解模型,并借助COMSOL Multiphysics多物理场有限元平台,编制相应的模型求解程序,通过大孔隙土柱... 为揭示降雨条件下大孔隙参数对斜坡水分非均匀运移与稳定性的影响,基于两域模型与稳定系数场原理,建立降雨入渗下斜坡非均匀渗流与稳定性求解模型,并借助COMSOL Multiphysics多物理场有限元平台,编制相应的模型求解程序,通过大孔隙土柱降雨试验验证数值模型的合理性,对比均匀流与非均匀流条件下斜坡体积含水率和点稳定系数,分析大孔隙参数(大孔隙占比ω_(f)、两域导水系数之比μ、大孔隙经验参数r_(w))对斜坡渗流场及稳定系数场的影响规律。结果表明:相比不考虑大孔隙,考虑大孔隙时的基质域和大孔隙域表层体积含水率分别增长7.7%和降低5.1%,入渗深度分别增长83.3%和150.0%;边坡浅层失稳面积增大3.9%。基质域和大孔隙域入渗深度均随大孔隙占比ω_(f)的增大而减小;随着大孔隙域与基质域饱和渗透系数之比μ增大,两者入渗深度变化趋势相反,即μ越大,基质域入渗深度越小,大孔隙域反之;两者与经验参数r_(w)无显著关系。至降雨结束,基质域表层土体体积含水率已达最大值;大孔隙域则随着ω_(f)和μ的增大而增大,但几乎不受经验参数r_(w)的影响。非均匀流条件下,边坡水分交换沿着剖面从上往下分为负交换区、正交换区和无交换区,水分交换平衡深度与基质域入渗深度变化趋势一致;水分交换负交换区与正交换区的深度均存在一个峰值,并随大孔隙占比ω_(f)的增大而减小,随着μ和r_(w)的增大而增大。不同参数取值下,边坡均为浅层失稳破坏,ω_(f)和μ越大,失稳层深度越大,表层点稳定系数越小,因此大孔隙不利于边坡稳定。 展开更多
关键词 大孔隙参数 非均匀流 点稳定系数 水分交换 入渗深度
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复杂地形条件下天然河道水面线计算研究 被引量:9
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作者 林劲松 巨江 +1 位作者 张宽地 吕宏兴 《西北农林科技大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2010年第9期187-191,共5页
【目的】解决复杂地形条件下天然河道间断水面线计算问题。【方法】采用预测-校正求解方法,在一维河床冲淤变形计算模型基础上,增加了急流均匀流水深与临界水深判断公式,为解决河道正坡、倒坡交替出现,突扩、突缩频繁发生的复杂地形条... 【目的】解决复杂地形条件下天然河道间断水面线计算问题。【方法】采用预测-校正求解方法,在一维河床冲淤变形计算模型基础上,增加了急流均匀流水深与临界水深判断公式,为解决河道正坡、倒坡交替出现,突扩、突缩频繁发生的复杂地形条件下水面线计算的不连续性问题,并将该方法在黄河羊曲水电站河段进行了实例验证。【结果】建立了解决复杂地形条件下天然河道水面线计算模型,并将该模型进行实例验证,结果表明,用该模型计算的水面线与实测水面线吻合较好,可满足工程设计的精度要求。【结论】将该研究应用于黄河羊曲水电站天然河道的水面线计算,得到了原河道各级流量下的水面线,可供其上、下游水库梯级开发的水能规划部门参考应用。 展开更多
关键词 复杂地形条件 急流均匀流 临界水深 水面线计算
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明渠均匀流弗劳德数随水深的变化规律 被引量:3
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作者 杨玲霞 高珊珊 +2 位作者 仇军 宋金妍 张郑凡 《水电能源科学》 北大核心 2016年第11期109-112,共4页
弗劳德数(Fr)是判别明渠水流流态的标准,掌握弗劳德数随明渠水深的变化规律,对认识明渠水流的流态特性、指导明渠的设计具有重要意义。从弗劳德数Fr的定义出发,通过理论计算分析明渠均匀流弗劳德数Fr随水深的变化规律,分别揭示了矩形、... 弗劳德数(Fr)是判别明渠水流流态的标准,掌握弗劳德数随明渠水深的变化规律,对认识明渠水流的流态特性、指导明渠的设计具有重要意义。从弗劳德数Fr的定义出发,通过理论计算分析明渠均匀流弗劳德数Fr随水深的变化规律,分别揭示了矩形、梯形和圆形断面明渠均匀流弗劳德数Fr极大值的存在条件及变化特征。分别列举算例对计算结果进行验证,为今后工程实际中通过控制断面水深来控制流态提供了依据。 展开更多
关键词 弗劳德数 明渠均匀流 水深 变化
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矩形明渠均匀流水深及底宽的渐近耦合算法 被引量:5
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作者 许延生 王楠楠 赵鸣雁 《三峡大学学报(自然科学版)》 CAS 2001年第2期109-111,共3页
基于矩形明渠均匀流方程的渐近解 ,通过线性耦合并构造残差的有理分式逼近函数 ,提出了一种渐近耦合法用于建立矩形明渠均匀流方程的近似算式 该算式便于直接计算 ,适用范围广 ,在定义域内的精度可达 10 -4 通过基本方程变形 ,还提出... 基于矩形明渠均匀流方程的渐近解 ,通过线性耦合并构造残差的有理分式逼近函数 ,提出了一种渐近耦合法用于建立矩形明渠均匀流方程的近似算式 该算式便于直接计算 ,适用范围广 ,在定义域内的精度可达 10 -4 通过基本方程变形 ,还提出了另外一种形式略微复杂但精度可达 10 展开更多
关键词 渐近耦合 矩形明渠 均匀流水深 均匀流底宽
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人工渠道糙率系数影响因素的试验研究 被引量:14
5
作者 拜亚茹 赵锦程 +1 位作者 邱秀云 赵涛 《水资源与水工程学报》 2014年第4期229-232,共4页
通过物理模型试验资料分析,探讨了矩形渠道的糙率与渠道水深、弗汝德数的变化规律。分析得出:当底坡不变时,随着弗汝德数Fr的增大,糙率n值逐渐减小。在缓流渠道中,渠道糙率n随弗汝德数Fr变化的速率很快;在急流渠道中,渠道糙率n值随弗汝... 通过物理模型试验资料分析,探讨了矩形渠道的糙率与渠道水深、弗汝德数的变化规律。分析得出:当底坡不变时,随着弗汝德数Fr的增大,糙率n值逐渐减小。在缓流渠道中,渠道糙率n随弗汝德数Fr变化的速率很快;在急流渠道中,渠道糙率n值随弗汝德数Fr的速率较慢。糙率系数n随水深h的变化关系与流态有关。缓流中,随着水深h的增大,糙率n值减小;急流中,当弗汝德数1<Fr<1.51时,糙率n值先是随着水深h的增大而减小,达到某一值后再随水深h的增大而增大;当弗汝德数Fr>1.51时,糙率系数n随水深h的增大而增大。 展开更多
关键词 人工渠道 均匀流 糙率 水深 弗汝德数
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马蹄形过水断面正常水深的迭代计算 被引量:20
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作者 吕宏兴 辛全才 花立峰 《长江科学院院报》 EI CSCD 北大核心 2001年第3期7-10,共4页
马蹄形过水断面因几何图形复杂 ,水力计算困难 ,为此 ,通过数学推导 ,给出了标准Ⅰ、Ⅱ型马蹄形过水断面水力要素计算公式和正常水深迭代公式 ,并提出判别水深范围的分界流量 ,便于生产实际中应用。
关键词 马蹄形过水断面 正常水深 水力计算 明渠 均匀流
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马蹄形过水断面正常水深计算的遗传算法 被引量:8
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作者 王顺久 侯玉 +1 位作者 张欣莉 丁晶 《灌溉排水》 CSCD 北大核心 2002年第3期43-45,共3页
马蹄形过水断面是无压输水隧洞中常采用的断面形式之一 ,因其几何形状复杂 ,水力计算困难。目前常采用的方法有试算法、图解法和迭代法 ,这些方法由于计算量大且精度不易保证 ,不便于在生产实践中应用推广。将马蹄形过水断面正常水深计... 马蹄形过水断面是无压输水隧洞中常采用的断面形式之一 ,因其几何形状复杂 ,水力计算困难。目前常采用的方法有试算法、图解法和迭代法 ,这些方法由于计算量大且精度不易保证 ,不便于在生产实践中应用推广。将马蹄形过水断面正常水深计算转化为非线性优化问题 ,采用实数编码的遗传算法进行求解 ,实例计算表明该方法精度高、通用性强、操作简便 ,便于在生产实践中应用。 展开更多
关键词 输水隧洞 马蹄形过水断面 正常水深计算 遗传算法
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再论圆管明渠均匀流正常水深的直接计算公式 被引量:7
8
作者 文辉 李风玲 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2012年第6期15-17,共3页
在总结前人圆管明渠均匀流正常水深计算公式的基础上,引入无量纲参数α和无量纲正常水深β,对圆管明渠均匀流基本方程进行数学变换,应用曲线拟合和优化原理,提出新的圆管明渠均匀流正常水深的直接计算公式;根据给水排水工程和水利工程... 在总结前人圆管明渠均匀流正常水深计算公式的基础上,引入无量纲参数α和无量纲正常水深β,对圆管明渠均匀流基本方程进行数学变换,应用曲线拟合和优化原理,提出新的圆管明渠均匀流正常水深的直接计算公式;根据给水排水工程和水利工程设计规范的要求,并考虑工程实际情况,确定计算公式的工程适用范围。误差分析和计算实例表明:该公式形式简捷,精度较高,在工程适用范围内最大相对误差小于0.72%,可以方便工程设计人员在设计中直接使用。 展开更多
关键词 圆管 明渠 均匀流 正常水深 圆形断面 超越函数方程
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有限深度均匀流中圆柱桩群绕流对流速的影响 被引量:3
9
作者 邓绍云 王义刚 邱清华 《水运工程》 北大核心 2011年第4期14-18,共5页
通过有限深度均匀流水槽试验研究不同圆柱桩群对均匀水流的绕流影响程度。通过多组试验研究数据对比分析得到圆柱桩群对均匀水流的影响规律;不同圆柱桩群对同样水流影响性质与程度的差别;不同圆柱桩群对水流流场影响范围的规律;圆柱桩... 通过有限深度均匀流水槽试验研究不同圆柱桩群对均匀水流的绕流影响程度。通过多组试验研究数据对比分析得到圆柱桩群对均匀水流的影响规律;不同圆柱桩群对同样水流影响性质与程度的差别;不同圆柱桩群对水流流场影响范围的规律;圆柱桩群的阻流率、排架密度、桩群长度对水流流场的影响规律;不同流速的水流对圆柱桩群影响的反应规律;水流绕流圆柱桩群时,横向断面流速的变化规律等。研究分析还发现:桩群阻力是桩群影响水流的一个因素但非唯一因素,桩群的排列方式和桩群迎流角对水流流速的变化有不同程度的影响,且其影响程度大于阻力影响。 展开更多
关键词 有限深度均匀流 圆柱桩群 绕流
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有限深度均匀水流中方柱阻力测试研究 被引量:4
10
作者 邓绍云 邱清华 《红水河》 2009年第3期42-47,共6页
为解决工程实际中方柱桩基码头与桥墩的水流绕流阻力计算问题,以指导涉及方柱桩基的物理模型试验和数值模拟计算等工作,在归纳总结已有的研究成果的基础上,通过先进的测力设备,对有限深度均匀水流中方柱绕流进行了阻力测试研究,进一步... 为解决工程实际中方柱桩基码头与桥墩的水流绕流阻力计算问题,以指导涉及方柱桩基的物理模型试验和数值模拟计算等工作,在归纳总结已有的研究成果的基础上,通过先进的测力设备,对有限深度均匀水流中方柱绕流进行了阻力测试研究,进一步掌握其特性规律,并指出今后研究方向。 展开更多
关键词 有限深度均匀水流 方柱 绕流 阻力特性 试验
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有限深度均匀水流中圆柱阻力测试研究 被引量:5
11
作者 邓绍云 宁东卫 邱清华 《灌溉排水学报》 CSCD 北大核心 2009年第4期117-120,共4页
为解决工程实际与圆柱桩基码头与桥墩的水流绕流阻力计算问题,以指导涉及圆柱桩基的物理模型试验和数值模拟计算等工作,在归纳总结已有的研究成果的基础上,通过先进的测力设备对有限深度均匀水流中圆柱绕流进行了阻力测试研究,进一步完... 为解决工程实际与圆柱桩基码头与桥墩的水流绕流阻力计算问题,以指导涉及圆柱桩基的物理模型试验和数值模拟计算等工作,在归纳总结已有的研究成果的基础上,通过先进的测力设备对有限深度均匀水流中圆柱绕流进行了阻力测试研究,进一步完善和发展了有限深度均匀水流中圆柱绕流阻力特性规律。 展开更多
关键词 有限深度均匀水流 圆柱 绕流 阻力特性 试验
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基于MATLAB圆形断面均匀流水深的计算
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作者 李蕊 王正中 王志刚 《水利与建筑工程学报》 2013年第4期81-84,共4页
针对目前圆形断面均匀流水深普遍采用的试算法、图表法存在计算误差大、适用范围小的缺点,欲提出一种新的近似计算公式。通过对圆形断面临界流公式的数学变换,得到其均匀流水深的数学模型,并采用Matlab数学软件进行数据拟合处理。得到... 针对目前圆形断面均匀流水深普遍采用的试算法、图表法存在计算误差大、适用范围小的缺点,欲提出一种新的近似计算公式。通过对圆形断面临界流公式的数学变换,得到其均匀流水深的数学模型,并采用Matlab数学软件进行数据拟合处理。得到了一种求解圆形断面均匀流水深的近似直接计算公式,实例计算及误差分析表明,在工程实用范围内该公式最大相对误差不超过1.6%。与现有圆形断面均匀流水深的计算公式进行比较,本文计算公式计算便捷且适用范围广,可供工程实际参考。 展开更多
关键词 MATLAB语言 均匀流水深 圆形断面
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有限深度均匀水流中圆柱横向阻力影响特性 被引量:3
13
作者 邓绍云 《中国港湾建设》 北大核心 2009年第5期1-3,共3页
为解决规则圆柱桩群阻力计算问题,以指导涉及规则圆柱桩群的物理模型试验和数值模拟计算等工作,在归纳总结已有研究成果的基础上,通过先进的数显式测力设备和较为准确的悬浮测力法,对有限深度均匀水流中多圆柱横向等间距不同方式的排列... 为解决规则圆柱桩群阻力计算问题,以指导涉及规则圆柱桩群的物理模型试验和数值模拟计算等工作,在归纳总结已有研究成果的基础上,通过先进的数显式测力设备和较为准确的悬浮测力法,对有限深度均匀水流中多圆柱横向等间距不同方式的排列桩群进行了阻力测试研究,得出了有限深度均匀水流中圆柱横向阻力影响特性规律,并归纳总结出了圆柱横向阻力影响系数的经验公式。通过大量的测试试验数据证实了这些研究规律的准确性、有效性及实用性,对工程实践具有参考价值。 展开更多
关键词 有限深度均匀水流 圆柱 横向影响 阻力特性 试验
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水流流向对圆柱群阻力特性影响研究 被引量:7
14
作者 邓绍云 《水运工程》 北大核心 2009年第11期29-33,58,共6页
为解决工程实际中桩群码头的水流绕流阻力计算问题,以指导涉及桩群的物理模型试验和数值模拟计算等工作,在归纳总结已有的研究成果的基础上,通过先进的数显式测力设备和悬浮测力法对有限深度均匀水流中,不同水流流向对圆柱群绕流阻力影... 为解决工程实际中桩群码头的水流绕流阻力计算问题,以指导涉及桩群的物理模型试验和数值模拟计算等工作,在归纳总结已有的研究成果的基础上,通过先进的数显式测力设备和悬浮测力法对有限深度均匀水流中,不同水流流向对圆柱群绕流阻力影响的测试研究,得出迎流角对圆柱桩群阻力的影响规律,并得出圆柱桩群阻力的迎流角影响系数和其经验公式,并进一步归纳总结出迎流角度为θ的矩形排列圆柱桩群的总阻力计算经验公式;并通过试验测试得到了良好的验证,证实了这些研究规律和公式的正确性和可靠性。该研究成果进一步完善和发展了有限深度均匀水流中,水流流向对圆柱群绕流阻力影响特性规律,并指出该研究的工程意义与价值。 展开更多
关键词 有限深度均匀水流 圆柱桩群 绕流 阻力特性影响 流向 试验
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矩形明渠均匀流水深和底宽的算子分裂算法 被引量:5
15
作者 许延生 伏广涛 侯召成 《长江科学院院报》 EI CSCD 北大核心 2000年第4期5-7,共3页
应用算子分裂思想将矩形明渠均匀流方程分裂为两个简单算式 ,通过耦合方法建立了整个定义域内的统一近似算式 ,该算式结构简明 ,计算方便 ,精度可达
关键词 算子分裂法 矩形明渠 均匀流水深 近似算式
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输水渠道横断面设计水深测试及计算(综合性)实验
16
作者 陈祖森 马亮 李彦 《实验技术与管理》 CAS 2007年第2期152-153,156,共3页
输水渠道横断面设计水深测试及计算实验结合“灌溉排水工程学”及“水力学”等学科的知识,在实验过程中,通过对实验数据的测试、分析及计算和渠道模型实物的观摩,加深了对渠道设计原理的理解,与课堂上的理论教学起到了良好的互动作用。
关键词 渠道横断面 设计水深 堰流公式 明渠均匀流公式
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“射流松动泥沙”的机理及工程应用试验研究——射流引起的非均匀流全河段水面比降及垂线流速分布
17
作者 黄岁梁 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 1999年第3期58-65,共8页
泥沙清淤技术及其基础研究需要不断发展,通过自制射流发生装置,在水槽中对射流引起的非均匀流水面比降及垂线流速分布全河段变化特点进行了系统试验研究。由于射流的存在,水面比降及垂线流速分布发生较大变化。水面比降射流段上游的... 泥沙清淤技术及其基础研究需要不断发展,通过自制射流发生装置,在水槽中对射流引起的非均匀流水面比降及垂线流速分布全河段变化特点进行了系统试验研究。由于射流的存在,水面比降及垂线流速分布发生较大变化。水面比降射流段上游的比无射流的小,射流段及其下游比无射流的大,而全河段水面比降比无射流时增大。垂线流速分布在射流段及其下游附近发生根本的变化,有射流时,水面附近的流速比底部流速小,垂线平均流速一般小于无射流。上述这些特点与水槽流量和射流量有关,一般而言,水槽流量越大,射流量越大,这些变化越显著。 展开更多
关键词 射流 非均匀流 水面比降 流速分布 泥沙清淤
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糙条应用于弯段溢洪道内水力特性试验研究 被引量:3
18
作者 贾萍阳 牧振伟 +2 位作者 李凡琦 孙德旭 张红红 《水电能源科学》 北大核心 2020年第2期118-121,共4页
为研究溢洪道弯段泄槽内布置糙条后的水力特性,选取槽内无糙条方案与布置糙条方案,从水深均匀度、横断面弗劳德数、凹凸岸水位三方面分析糙条对弯道水流的影响。结果表明,在淹没糙条的流量条件下,糙条的置入不仅可改善溢洪道横断面水深... 为研究溢洪道弯段泄槽内布置糙条后的水力特性,选取槽内无糙条方案与布置糙条方案,从水深均匀度、横断面弗劳德数、凹凸岸水位三方面分析糙条对弯道水流的影响。结果表明,在淹没糙条的流量条件下,糙条的置入不仅可改善溢洪道横断面水深分布不均问题,还可缩短下游直线段距离;一定工况下,糙条可将溢洪道流态由急流转变为缓流;糙条对水流的控导作用将弯道底部水流由凸岸强迫导向凹岸,不仅消减水面横比降,还可抑制水流冲击波。 展开更多
关键词 糙条 弯道水流 水深均匀度 水面横比降
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抛物线形断面渠道均匀流水深的近似计算公式 被引量:22
19
作者 谢成玉 滕凯 《水电能源科学》 北大核心 2012年第7期94-95,172,共3页
针对二次抛物线形断面渠道均匀流水深计算存在的问题,采用优化拟合的方法,通过对二次抛物线形断面渠道均匀流水深计算公式的拟合,得到了表达形式简单、计算过程简捷、实用范围广、便于工程设计人员实际应用的近似计算公式。误差分析及... 针对二次抛物线形断面渠道均匀流水深计算存在的问题,采用优化拟合的方法,通过对二次抛物线形断面渠道均匀流水深计算公式的拟合,得到了表达形式简单、计算过程简捷、实用范围广、便于工程设计人员实际应用的近似计算公式。误差分析及算例计算表明,在工程实用范围内,该公式的无量纲水深最大拟合相对误差为0.257%,均匀流水深计算最大相对误差为0.513%,完全满足实际工程的水力计算及设计精度要求。 展开更多
关键词 抛物线形渠道 均匀流水深 优化拟合 水力计算
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几个常用断面明渠均匀流水深和临界水深的迭代算法 被引量:6
20
作者 葛节忠 王成现 《华北水利水电学院学报》 2006年第4期33-36,共4页
对于明渠均匀流水深h0和临界水深hk的计算,传统的试算法和查图法比较繁琐.经过长期的工作实践,总结出了迭代算法,列举了梯形(含矩形)、U形和圆形断面明流h0和hk的迭代算法.并用数学的方法进行了验证.与传统的计算方法相比,迭代算法更为... 对于明渠均匀流水深h0和临界水深hk的计算,传统的试算法和查图法比较繁琐.经过长期的工作实践,总结出了迭代算法,列举了梯形(含矩形)、U形和圆形断面明流h0和hk的迭代算法.并用数学的方法进行了验证.与传统的计算方法相比,迭代算法更为简便、精确. 展开更多
关键词 迭代法 规则断面 明流 均匀流水深 临界水深
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