排灌输水隧洞正常水深的简捷算法

为了使标准城门洞形断面正常水深的求解具有简单的显函数计算公式,对标准城门洞形断面正常水深的基本方程进行恒等变形,将水面位于底角圆弧段和顶弧段正常水深的超越方程以及水面位于侧边直线段正常水深的高次方程,变成无量纲化正常水深与已知量综合参数的单变量函数方程.引入准线性函数的概念并将准线性函数作为标准模板,再对正常水深的单变量函数方程应用准线性函数标准模板,在工程常用范围即无量纲化正常水深y∈[0.051,.80]范围内进行优化计算及准线性函数逼近,得到了超越方程和高次方程的替代函数方程,替代函数具有类似于线性函数形式,即正常水深的准线性显函数表达式,并进行误差分析.结果表明,在隧洞底部圆弧段正常水深的最大相对误差小于0.36%,侧边直线段正常水深的最大相对误差小于0.31%,顶弧段正常水深的最大相对误差小于0.39%,说明准线性公式在隧洞有效水深范围内计算的水深准确度较高,可为排灌输水隧洞的断面设计及实现渠道水位控制时确定均匀流水深提供参考.

普通城门洞形隧洞弯段二次流对动能修正系数的影响

采用CFD方法和带旋修正的κ-ε模型对水平面上普通城门洞形隧洞弯段断面进行三维数值模拟,分析了二次流对普通城门洞形隧洞弯段断面动能修正系数的影响。结果表明,普通城门洞形隧洞弯段形成了一对反向不对称的二次流,上部螺线形流线区域对动能修正系数值有决定性作用,形成的环形流线区域和梯度越大,动能修正系数越小;大曲率弯段断面动能修正系数值大于小曲率弯段断面动能修正系数值;弯段中的二次流引起流速的重分布,对弯段断面动能修正系数值有削减作用。