明渠非恒定流流速分布及推移质运动研究进展

明渠非恒定流流速分布及非恒定流作用下推移质运动分别是水力学和泥沙运动力学研究中的重要问题之一。近几十年来,国内外许多学者在这些领域做过很多探索,取得了一定进展,也存在较多问题。在总结相关研究成果的基础上,简述了明渠非恒定流试验方法、流速分布、床面切应力、非恒定流输沙与水流运动不同步现象、产生原因、以及非恒定流推移质输沙公式等方面的成果,指出了现有研究中存在的不足,提出了需要进一步研究的关键问题:应用先进的量测仪器,研究非恒定流作用下非均匀沙运动输移规律。

基于PIV技术的明渠非恒定流试验系统

建立了一套高精度的明渠非恒定流试验系统,通过计算机及变频器控制水泵转速产生非恒定流过程,由电磁流量计、超声水位计实时监测流量和水位变化过程,并通过PIV流场仪进行流场测量。该系统不但能生成连续、稳定的周期性非恒定流过程,很大程度改进了明渠非恒定流的试验手段。

浅析明渠非恒定流计算Abbott六点中心格式

介绍了Abbott六点中心格式在明渠非恒定流中的离散过程和求解方法,研究探讨了上游流量下游水位的边界条件和上游水位下游流量的边界条件对计算结果的影响。通过与常用且较成熟的柯朗格式、Preissmann四点偏心格式等的数值计算结果相比较发现,Abbott六点中心格式对边界条件类型有较高的要求,为了保持格式的稳定和准确性,应尽量避免上游水位、下游流量的边界条件类型。

一套非接触式的明渠非恒定流测量技术

本文建立了一套自动控制的非接触式明渠非恒定流测量系统,开发了水位、流量及PIV的同步触发控制程序,由电磁流量计、超声水位计实时监测流量和水位变化过程,通过PIV流场仪进行流场测量,突破了以前非恒定流试验测量仪器反应速度慢、对水流有干扰的限制。

明渠非恒定流的一维浅水波与三维VOF耦合模拟

提出了一种一维浅水波与三维VOF模型耦合的明渠非恒定流数值计算方法。此方法通过建立两个计算模型间变量的数学关系,实现由三维区域为一维区域提供流量,一维区域为三维区域提供压强和水体体积分数分布。用耦合方法模拟了矩形断面渠道增、甩负荷两种典型非恒定工况,将结果与一维浅水波模型计算结果对比,表明本方法在定性上正确,在定量上准确度也较高。最后利用这一方法模拟了某水电站带引水渠压力前池的非恒定流现象,获得了最大溢流量、最高和最低水位等重要参数。耦合方法同时结合了一维模型计算较细长明渠渐变流的效率和三维方法模拟局部明渠急变流的准确性,可为分析工程中复杂的明渠流动问题提供更优选择。

明渠非恒定流理论在大藤峡水库调洪计算中的应用

水利水电工程设计中,应用非恒定流理论进行水库洪水调节计算,尚是首次研究。对大藤峡水库的研究成果经上级主管部门和有关专家多次讨论鉴定,认为研究途径符合大藤峡水库客观情况。

基于明渠非恒定流仿真模型的灌区水情信息耦合研究

为扩展灌区水情实时监测系统的时空覆盖能力,增强系统的检测性能和可靠性,采用基于灌溉渠系运行仿真模型,通过在系统输入变量上叠加"干扰流量"的方法,建立起离散的实时监测数据之间的关联,同时基于对灌区用水模糊特征的分析,估计干扰用水的不确定性,使系统保持必要的信息冗余,进而应用信息融合理论和数值拟合等方法实现灌区水情信息融合。该方法不仅对建立具有跟踪能力的灌区实时仿真系统具有应用价值,而且克服了信息融合技术用于复杂系统的诸多限制,为扩展信息融合理论在系统方程确定的众多民用领域的应用,提出了一个普遍适用的技术途径。

调水工程中明渠非恒定流数值计算

1前言天然河道、人工渠道中过水断面上的压强P、平均流速u、以及流量Q、水位z等水力要素随时间不断变化的流动,称为明渠非恒定流。非恒定流产生主要是因为流场边界条件随时间变化和水体自身的不稳定引起。对明渠非恒定流的计算是为了正确估计这些水力现象发生时水位、流量、流速等水力要素的大小及变化情况。出于受地形、经济和技术等因素的制约,调水工程往往需要采用明渠和有压管道相结合的形式;

明渠恒定非均匀流渠道流量实时监测方法研究与探讨

阐述了明渠恒定均匀流与非均匀流的特点及流量计算的水力学原理,分析了目前明渠流量监测存在的诸多问题。将明渠恒定非均匀流渠道水位变化的基本微分方程,改写为可方便计算的差分方程。提出了利用现代技术手段先实时监测出明渠恒定非均匀流测流渠段的二个水位值,再自动利用计算机借助差分方程同步计算出测流渠段的瞬时流量和累积水量。经实际应用证明该方法自动化实时性强、设备费用低、测流精度高。

库区河道非恒定流糙率的选取及特性

在对某水库库区河道进行一维明渠非恒定流计算的基础上 ,给出了在这种库区河道选取糙率的方法 ,并对计算中所使用的糙率特性进行了探讨 .其糙率特性分析表明 。

渠道下游常水深运行非恒定流数值模拟研究

为了研究闸门调控下的梯形渠段非恒定流过渡过程,在下游常水深运行条件下,采用矩形网格特征线法,对渠段上游来水量变化和渠段上游闸门在不同线性调节方式下引起的非恒定流过渡过程进行了数值模拟,研究了渠段上游来水量变化时下游流量、上游水深变化过程,探讨了渠段上游闸门在不同线性调节方式下上、下游流量和上游水深的变化过程。结果表明,当上游来水量变化时,下游流量和上游水深经历一段时间都趋于稳定,且流量变幅越大,趋于稳定的时间也越长。闸门按线性函数式调节开度后,闸门过流流量、上游水深基本按线性规律变化,而后基本维持稳定不变。

南水北调中线邯邢渠段非恒定流水力数值模拟

针对南水北调中线输水渠道在非正常运用工况条件下节制闸前水位计算的要求,以MATLAB为软件平台,编制相应的水力计算程序,进行非正常工况运行时的非恒定流模拟计算。通过对非正常工况条件下各节制闸不同工况的水力模拟,计算得到了各渠段节制闸前的水位变化过程及其它要素。分析表明,计算成果基本是合理的。

两种运行方式下灌溉渠道的非恒定流数值模拟

为了保证灌溉渠道运行安全、合理调配水量,研究单一渠段的非恒定流过渡过程对促进灌溉管理水平是十分必要的。通过考虑灌溉渠道的不同运行方式以及节制闸的不同调控等综合影响,按照灌区常用的渠段上游常水深运行和下游常水深运行2种运行方式,应用渠道非恒定流数值模拟的特征线法及矩形网格计算格式,对梯形断面渠段由于不同闸门调控方式所引起的非恒定流过渡进行模拟,比较2种运行方式以及预报出各级节制闸调闸时间提前量,全面地反映系统动态并且较明确地模拟闸门调节过程。

石头河东干渠渠系非恒定流的数值模拟

对于非恒定流,用常规的水文学方法很难分析计算渠道水流的水位、流量等水力要素随着时间和流程的变化,圣维南方程则可以解决这类问题。本文针对石头河东干渠渠系的具体情况,应用圣维南方程组建立数学模型,用特征线法对方程组进行求解,并对其中关键性参数进行分析研究。结果表明:计算水位、流量与实际过程相吻合,偏差均在允许范围之内。也进一步表明用圣维南方程组对石头河东干渠渠系进行非恒定流的数值模拟具有实用性和可操作性。

长距离明渠输水工程实时控制研究

介绍等水位、等容量水位实时控制原理，给出了数学模型．运用该原理，可以对长距离明渠输水工程水位进行实时控制．这种控制方法应变能力强，可控范围大；能节约工程投资，缩短工程周期，便于实现运行管理的全自动化．最后进行了模型试验验证．

谢才公式在大型输水明渠流量计算中的应用实例

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。

佛山市中心组团桥梁群对河道影响的数值分析

在不同频率流量和阻水程度条件下,采用一维明渠非恒定流网河数学模型,分析规划中的佛山市桥梁群对区间河道洪季行洪、枯季水环境的影响,计算洪季不同频率洪峰流量下规划桥梁群对区间河道行洪洪水位、分流比的影响,枯季时规划桥梁群对区间河道过流量、分流比的影响,结果表明,利用一维网河数学模型计算佛山市中心组团规划桥梁群对区间河道断面平均水位、流量和流速的影响,结果有足够的数值精度,是可信的。

佛山市桥梁群阻水的数学模型分析

在不同频率流量和阻水条件下,采用一维明渠非恒定流网河数学模型,分析规划中的佛山市桥梁群对区间河道洪季行洪、枯季水环境的影响,计算洪季不同频率洪峰流量下规划桥梁群对区间河道行洪洪水位、分流比的影响,枯季时规划桥梁群对区间河道过流量、分流比的影响,进而提出规划桥梁群建设的合理化建议和限制条件,避免和有效应对规划桥梁群建设对河道的综合利用可能带来的不利影响。

多江汊上河床式电站过渡过程涌波特性

河床式水电站过渡过程涌波对机组运行有明显影响,当电站布置于中隔岛洲的多条江汊上时,涌波问题尤为突出。对此,采用已验证的Delft3D二维模型,模拟分析了涌波大小的影响因素、涌波组成成分、涌波传播和反射规律,回答了最大涌波产生工况、涌波影响范围、涌波主波特点等问题,并具体模拟了某两岛三江上实际水电站的涌波特性,指出多江之间往复传播的纵向涌波是最主要的涌波成分。研究成果可为类似水电站的设计和运行调度提供参考。

圣维南方程组在水文测验上的应用

符合明渠非恒定流一维定床条件的水文测站,可以通过圣维南方程组,用变化的特征差分格式,将上、下两个断而的实测水位过程线推算为流量过程线。本文介绍了其原理、方法和应用实例,并对理论推算的流量过程和实测流量过程进行了分析比较。在湖泊水量平衡计算中,同样可以借助两组水尺获得的水位资料进行推流,无需设置专用流量站。