明渠恒定渐变流水面曲线的电算原理

介绍了明渠恒定渐变流水面曲线的电算原理,包括求解临界水深hk,正常水深h0及水面曲线的实际水深h等3个部分,给出了各部分的计算原理与计算框图,并进行了简短的成果分析。

矩形明渠非恒定渐变流水深的计算——圣维南(Saint-Venant)方程组的解析解

利用圣维南方程组对矩形明渠非恒定渐变流动的计算,本文给出了解析解,该解具有简单实用的优点,可以求得任意精度的近似值以满足实际工程的需要.

梯形渠道恒定渐变流水面线计算的新解析法

对棱柱体明渠梯形断面下的恒定非均匀流沿程水面线进行深入研究,基于恒定渐变流基本微分方程,通过对该微分方程无量纲化,采用数值分析理论,得到由简单双曲函数组成的新等效恒定渐变流基本微分方程;通过变量分离,直接积分得到流程S与始、末段水深h1,h2的解析函数;通过该解析函数可直接计算出沿程水面线。该方法比《溢洪道设计规范》中推荐的分段求和试算法更简单、便捷,特别对水深较敏感段,规范推荐试算法误差较大,并且逐段试算推求水深将导致末端断面水深误差逐步累积,导致误差增大,精度下降。最后通过工程实例计算比较得出:新解析法计算成果与规范推荐法(程序)计算成果基本一致,对于渠长较长时新解析法成果甚至优于规范推荐的分段试算法,完全满足工程实践要求。

圆形无压隧洞恒定渐变流水面线计算的近似法

基于恒定渐变流基本微分方程,采用数值分析理论,得到流程与始、末段水深的解析函数,通过该函数可直接计算沿程水面线。该方法比《水工隧洞设计规范》中推荐的分段求和试算法更简单、便捷,特别对水深较敏感段。规范推荐试算法误差较大,并且逐段试算推求水深,将导致末端断面水深误差逐步累积,误差大,精度下降。通过工程实例计算比较得出:新解析法计算结果与规范推荐法(程序)计算结果基本一致,甚至优于规范推荐的分段试算法,完全满足工程实践要求。

马蹄形无压隧洞恒定渐变流水面线计算的新解析法

对马蹄形无压隧洞的恒定非均匀流沿程水面线进行了深入研究,基于恒定渐变流基本微分方程,通过采用数值分析理论,得到流程S与始、末段水深h1、h2的解析函数,通过该函数可直接计算沿程水面线。该方法比《水工隧洞设计规范》中推荐的分段求和试算法更简单、便捷,特别对水深较敏感段,规范推荐试算法误差较大,并且逐段试算推求水深将导致末端断面水深误差逐步累积,导致误差大,精度下降。最后通过工程实例计算比较得出:新解析法计算成果与规范推荐法(程序)计算成果基本一致,甚至优于规范推荐的分段试算法,完全满足工程实践要求。

弧底梯形明渠恒定渐变流水面线计算的直接算法

对圆弧底梯形明渠恒定非均匀流沿程水面线进行了深入研究,认为《溢洪道设计规范》推荐的分段求和法在趋近于正常水深附近,水深对流程S影响特别敏感,分段求和法误差较大。基于恒定渐变流基本微分方程,通过无量纲化数值分析,对无量纲流程S取对数函数,并作为新的待求函数得到新的方程,该方程在正常水深、临界水深附近性态相对较好,采用Runge-Kutta法和外推法结合并给出显式解求解式,通过算例分析,该法比规范推荐的分段求和试算法更简单、便捷,特别对水深较敏感段,规范推荐试算法误差较大,而本文方法则能一定程度上降低其敏感性。最后通过工程实例计算比较得出:本文新解析法计算成果与规范推荐法(程序)计算成果基本一致,甚至优于规范推荐的分段试算法,完全满足工程实践要求。

标准城门洞形隧洞水面线的直接计算方法

目前明渠水面线计算中各常规方法普遍存在过程繁琐、应用不便的问题,从明渠渐变流基本微分方程出发,研究简便直接的计算方法是可行必要的。根据标准城门洞形断面的几何特征,推导出断面不同水深的水力参数计算式。通过无量纲化处理和优化拟合理论,将渐变流基本方程转化为通用函数积分表达式,得到了直接计算标准城门形隧洞水面线的积分公式。通过算例比较分析,直接计算方法计算方便,其与分段试算法的最大误差小于0.64%,计算精度完全满足工程应用需要。

郁江南宁(三)站至老口圩段设计洪水水面线分析计算

利用实测大断面资料和历年洪水调查资料,通过迭代求解一维恒定非均匀渐变流能量方程,分析计算南宁水文站至老口水利枢纽沿程的洪水水面线,为该区域河段的各类拟建或在建工程提供设计和施工期洪水预报依据。