U形渠道三角剖面堰数值模拟与水力性能探究

为探究U形渠道三角剖面堰量水的可靠性及其水力特性,以更好地进行灌区科学化管理,合理分配水量。基于堰流原理,通过Fluent 6.3软件,采用VOF方法和RNG k-ε湍流模型对U形渠道三角剖面堰进行三维数值模拟,并对模拟结果进行分析。对不同流量工况下沿程水面线,流速分布,佛劳德数以及水头损失进行探究分析,得到水面线在量水堰处急剧下降,同时流速增大。水流流态从缓流到急流再恢复成缓流,临界流出现在堰顶处,且最大水头损失不超过上游总水头的13%,理论分析发现各项水力特性均符合经典水力学基本原理。建立流量公式并比较分析计算流量,模拟流量和渠道流量,最大误差为13.86%,最小误差为0.03%,基本符合灌区量水堰测流的精度。

U形渠道弧顶三角剖面堰的数值模拟

为提高三角剖面堰的过流能力,改善其水力特性,提高测流的精确度和可靠性,将堰顶改良形成弧顶三角剖面堰,探究弧顶三角剖面堰的水力特性,为灌区的科学化管理提供科学依据。利用AutoCAD结合GAMBIT软件建立U形渠道弧顶三角剖面堰的基本模型,并进行模拟计算,经过Tecplot软件后处理,从而获得水面线沿程变化规律和流速沿垂直方向的变化规律,得到水头损失最大为0.049 m,小于量水规范要求的5 cm。根据回归分析试验数据得到流量公式,比较渠道流量、模拟流量与计算流量,模拟流量最大相对误差为8.69%,计算流量最大相对误差绝对值为9.75%,三者吻合度较好,说明弧顶三角剖面堰测流精度较高。

U形渠道三角剖面堰水力特性的数值模拟

因三角剖面堰多被应用于矩形和梯形渠道,将其用于U形渠道并利用数值模拟方法分析尚未深入。为了探究U形渠道三角剖面堰的适用性以及数值模拟的准确性,利用AUTO CAD和GAMBIT建立U形渠道三角剖面堰物理模型,利用FLUENT6.3软件对其进行模拟计算,用Tecplot软件进行后处理,从而获得不同工况下水位和流速分布情况以及水位流量关系曲线。结果表明,不同工况下流量和水位的模拟值与实际值比较接近,流量的平均相对误差为0.21%,水位的平均相对误差为6.02%,水位流量曲线均符合指数函数关系。因此,U形渠道中三角剖面堰测流准确度较高,具有一定的可靠性和实用性,可以为灌区用水配水提供科学依据,提高水资源科学管理水平。

WES实用剖面堰自由出流流量系数

文章研究了P/H_d=0.2～1.33,H_0/H_d=0.4～1.3范围内流量系数的变化规律,提出了WES实用剖面堰自由出流时低堰的流量系数的计算公式。实测值与计算值比较结果表明,本文提出的计算公式精度高,适用性强。

梯形槽中三角剖面堰测流特性研究

研究梯形槽中三角剖面堰的测流特性，首先导出了梯形槽三角剖面堰的流量公式；而后通过不同边坡不同情况下的系列试验，给出了这种堰型自由流流量系数及淹没流折减系数的变化规律、推荐使用值及相应的不确定度，并从理论上予以阐释及论证；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。

陡坡上三角剖面堰及平坦V形堰测流的可行性探讨

本文根据陡坡试验资料,分析了三角剖面堰和平坦V形堰过堰水流的流态、流量系数和观测断面的流速分布;在Harrison的基础上,应用深水推进波余摆线理论分析了波动引起的测流误差.结果表明,堰顶宽与行近渠槽宽相同时,用位于三角剖面堰堰顶高程面和1:20平坦V形堰最小堰高高程面上的测压孔,可以进行实际测流。

灌区U型渠道流量测算的方法探讨——三角型剖面堰在东雷二期抽黄渠道上的应用

本文结合三角型剖面堰在东雷二期抽黄渠道上的应用实例，阐述了三角型剖面的结构、流量计算方法和水头损失小、测流范围大、与U型渠道连接方便等优点，在流量测算时可供参考。

北京市三角形剖面堰水位推流应用研究

为解决河道小水等生态流量的监测难题,实现水资源的精细化管理,北京市在部分河道断面采用三角形剖面堰使水位流量单值化,并开展堰上水头连续监测,通过典型断面不同水位流量的现场精测,与三角形剖面堰水位流量关系理论线进行比对分析,发现堰上水头在低水区间流量实测值与理论值偏差在误差范围内,因此可在小水时利用理论线进行水位推流、中高水利用率定线进行水位推流。三角形剖面堰可推广应用于北方典型河道,满足防洪、景观、水资源、水质考核等要求,更有助于生态流量、海绵城市项目典型断面等水量监测。

一种性能优良的测流堰——流线型三角形剖面堰

流线型三角形剖面堰是国际标准化组织于1984年制订的一项新的堰槽测流标准,编号为ISO9827。它是将三角形剖面堰的两个坡面之间的锐缘棱用一个与两个坡面相切的圆弧所代替,形成流线型的堰底。因此。

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%。

WES剖面实用堰流量系数的计算公式

文中运用最小二乘估计、高斯 -牛顿逐次迭代法等数学方法 ,结合实测资料 ,得到了水力计算中常用的 WES剖面实用堰流量系数的计算公式 ,与传统的查图法比较 ,其计算简单 ,而且精度高 。

雁翅水文站三角形剖面堰施工要点分析

三角形剖面堰是水文流量测验专用的量水建筑物,具有精度要求高、施工技术要点复杂等特点.分析三角形剖面堰的施工要点,能够有效指导工程建设.以雁翅水文站三角形剖面堰为分析对象,系统阐述三角形剖面堰的施工要点,为同类工程提供参考和借鉴.

溢流堰面水流的数值模拟

针对传统堰面设计方法中的不足,利用数值模拟方法,对三种不同典型堰剖面的过堰水流进行模拟,分析了不同剖面形状对堰面动水压强的影响,可为溢流堰剖面曲线的科学设计提供参考。