二分之五次方抛物线形明渠设计及提高水力特性效果

为提高抛物线形断面的水力特性,增加输水能力,该文提出了一种二分之五次(以下简称2.5次)方抛物线形渠道断面,推导其水力断面特性。将湿周用高斯超几何函数表示后,将水力最优断面的最优化模型转换为关于宽深比的一元方程,得到2.5次方抛物线形渠道水力最优断面的解析解,其最优宽深比为2.088 3。比较结果表明,2.5次方抛物线形断面较常规抛物线形断面具有更好的水力学特性。与平方、半立方抛物线形断面比较,在相同水深条件下,2.5次方抛物线形水力最优断面的过流能力更大。相反,在相同流量下,2.5次方抛物线形水力最优断面的过流面积、湿周、水深更小。2.5次方抛物线形水力最优断面的建造成本与其他2种断面相比是最小的。进一步地,为便于工程应用,基于高斯勒让德算法,提出2.5次方抛物线形断面的三点和四点格式近似湿周算法。结果表明,四点格式近似算法具有较高精度。研究可为明渠设计提供理论依据。

半立方抛物线形断面收缩水深简化计算

针对现有半立方抛物线形断面收缩水深计算公式中存在参数多、计算过程复杂的问题,通过对基本方程进行数学变换,得到无量纲迭代式,在此基础上建立了一套形式简捷的直接计算公式。误差分析及实例计算结果表明:在适用范围内,收缩水深计算值的最大相对误差绝对值仅0.296%,在不借助于迭代计算的前提下提高了计算效率,为工程设计及水工设计手册的编制提供参考。