平原区水闸闸下消能防冲与闸门控制运行

针对平原区水闸闸下消能防冲与闸门控制运行的特点,基于水力学理论分析,导出了消力池最大深度的计算公式。以沙颍河郑埠口水利枢纽工程为例,确定消力池的设计方案。根据消能防冲应满足的水流条件,由系列模型试验资料绘制了闸门控制运行曲线图,继而依据该图制定了满足消能防冲要求的闸门控制运行方式。应用结果表明,采用该消力池方案设计并按此闸门控制方式运行,能很好地满足消能防冲要求。     

明渠流水击现象基本理论探讨

从一维明渠非恒定流基本方程组出发,采用特征线法进行数值离散,探讨了明渠流水击现象的基本理论。以南水北调中线工程总干渠某段明渠为例,计算分析了设计流量和加大流量下进、出口节制闸同时关闭时的水位最大壅高值。指出:明渠流中亦存在水击现象,这种水击可划分为直接水击和间接水击,水击的出现类型与断面水力要素及渠长有关。     

优化二分法计算天然河道水面曲线

天然河道水面曲线的求解计算量大,计算过程冗长。为减小计算量,缩短计算时间,将割线法和线性插值法与二分法相结合,推导出能使计算快速收敛的优化二分法。通过工程实例计算将该方法与传统二分法、改进二分法进行了对比。结果表明,优化二分法在计算次数和计算时间上均有明显优势,大大减少了程序的计算次数,缩短了计算时间。     

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;明渠中的非恒定流往往是由闸门或泵站的开启和关闭等人为因素导致:与天     

渠道上下游闸门同时关闭壅水高度计算公式

调水工程渠道非常工况运行时,上下游闸门突然关闭,将导致水面产生波动.用质量守恒原理及动量定理推导了下游闸前最大壅水高度计算公式.该公式与数值模拟计算结果符合很好.     

管渠结合一维非恒定流数值模拟研究

从一维明渠及有压管非恒定流连续性方程和运动方程出发,详细论述了管渠结合中各类边界条件的处理方法,并给出了采用特征线法数值模拟过程中具体的计算公式。结合南水北调中线工程某渠段实例,对运行过程中上下游闸门同时关闭工况下下游闸前水深的变化情况进行了模拟。     

管渠结合系统非恒定流数值模拟及理论分析

管渠结合系统非正常运行工况闸门突然关闭时,最大壅水高度的计算对渠堤及闸门的设计具有重要意义。上下游闸门同时关闭时,管渠结合系统最大壅水高度值存在直接水位波动和间接水位波动两种类型,并有其判别方法。有压管相对较长时,明渠和有压管段均可划分成微段联合计算,全面阐述了这种情况下用特征线法数值模拟时内边界条件的处理方法。经系列计算检验,说明该方法是合理、有效的。     

渠道衬砌排水减压系统计算方法研究

衬砌渠道运用排水系统进行减压时,纵向集水暗管、横向连通管及逆止式排水阀构成排水管网,管网各管段具有变流量的特点,可用有限单元法进行排水减压计算。当渠基为弱渗透性的重粉质壤土时,排水粗沙层可简化为一维渗流场,粗沙层的厚度起控制作用。渠堤渠基渗流场可按二维渗流场处理,二维渗流场计算与排水管网计算通过纵向集水暗管剖面进行耦合,经对渠内无水稳定渗流及渠内正常水位非稳定渗流两种控制工况进行计算后,即可进行渠道衬砌排水减压系统的设计。     

论水流运动的不确定性

所有的自然现象都具有不确定性,水流运动也不例外,皆源于其遵循的非线性。非恒定流问题的解对初边值条件的敏感依赖性、恒定流问题的多解性便构成了水流运动的不确定性。非恒定流是绝对的,恒定流是相对的;水流运动初边值条件的变化是不可避免的;度量误差不可能完全消除;恒定流也存在着局部非恒定性;恒定流解的性质与误差水平有关;误差水平不同,恒定流解的个数甚至解的唯一性会发生变化;实际水流运动是恒定与非恒定、确定与不确定不同程度的有机综合体;现有理论分析、物理试验和数值试验、原型观测等均显现了水流运动不确定性的存在,大数据研究方法也不能例外;有必要对水流运动不确定性理论进行明晰、深入和完善,并以此为指导进行研究,为实际工程决策提供科学依据。     

黄河合理整治宽度研究的理论思考

水流及泥沙输运都遵循通用对流扩散微分方程。现有的研究表明,平面二维对称及非对称突扩层流运动存在多解性,圆柱及方柱绕流也存在多解性。河道沿深平均平面二维水流及泥沙输运微分方程亦应存在多解性。对此类问题理论分析、数值模拟乃至物理模拟都应该在对应的边界条件下及计算长度内进行。该边界条件及计算长度与多解性相适应,和通常的对应于唯一解的情形不同。据此分析可得出不同来水来沙条件下所对应的河道合理整治宽度。这为黄河在此方面的研究从理论上提供了新思路。