一种明渠的流量测量方法、系统、设备及存储介质技术方案

本发明专利技术提供一种明渠的流量测量方法、系统、设备及存储介质，方法包括：在正常供水时，建立待检测的明渠断面的CFD模型拟合得到所述明渠断面的流速场；基于所述流速场提取所述明渠断面流速场中数条测量垂线上的流速数据；根据所述数条垂线上的流速数据得到所述数条垂线上的流速分布及所述数条垂线横向间流速分布规律进而得到所述明渠断面的流速分布规律；实测所述明渠断面一个参考点的流速值并结合所述流速分布规律计算所述明渠断面的总流量。通过建立CFD模型拟合明渠断面流速场，由流速场拟合断面流速分布规律曲线，通过更少的实测点的流速值，实现明渠断面流量的累积计算。可以显著减少实测工作量，并且流量测算结果稳定可靠，满足工程精度要求。满足工程精度要求。满足工程精度要求。

【技术实现步骤摘要】
一种明渠的流量测量方法、系统、设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及水利工程
，尤其涉及一种明渠的流量测量方法、系统、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]随着水资源短缺问题的日益严重，快速准确地的灌区明渠水流量测量具有重要的意义，目前水利工程上对明渠水流量的测量方法大多采用传统的方法，例如：流速
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面积法、水位
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流量关系法以及堰槽法等传统方法，但是采用传统的水流量测量方法，很多在测量时需要测量多点流速，操作繁琐，工作量大，并且如采用声学多普勒流速剖面仪(ADCP)，设备昂贵，不利于推广；亦或者根据简单的水位
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流量测量精度较低，不能得到具有参考价值信息。由此，亟待一种实测工作量少，测量精度高，容易实现，结果稳定可靠，能满足工程精度的明渠流量测量方法。
[0003]上述内容仅用于辅助理解本专利技术的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于提供一种明渠的流量测量方法，旨在解决目前对于明渠水流量的测量，实测工作量大，测量结果精度不够不能满足工程精度的技术问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供一种明渠的流量测量方法，包括：
[0006]在正常供水时，建立待检测的明渠断面的CFD模型拟合得到所述明渠断面的流速场；
[0007]基于所述流速场提取所述明渠断面流速场中数条测量垂线上的流速数据；
[0008]根据所述数条垂线上的流速数据得到所述数条垂线上的流速分布及所述数条垂线横向间流速分布规律进而得到所述明渠断面的流速分布规律；
[0009]实测所述明渠断面一个参考点的流速值并结合所述流速分布规律计算所述明渠断面的总流量。
[0010]优选地，所述在正常供水时，建立待检测的明渠断面的CFD数值模拟得到所述明渠断面的流速场的步骤包括：
[0011]根据所述明渠的工程参数与实测流速、流量数据建立所述明渠断面的三维流体建模，其中，所述工程参数包括：所述明渠的水深、断面底宽及断面坡角度；
[0012]基于所述三维流体建模计算得到所述明渠断面的CFD数值模拟；
[0013]通过所述CFD数值模拟得到所述明渠断面的流速场。
[0014]优选地，所述根据所述数条垂线上的流速数据得到所述数条垂线上的流速分布及所述数条垂线横向间流速分布规律进而得到所述明渠断面的流速分布规律的步骤包括：
[0015]获取数条垂线的位置信息、流速信息；
[0016]基于所述数条垂线的位置信息、流速信息及所述明渠断面的工程参数得到拟合的
所述明渠断面的数条垂线横向间流速分布规律。
[0017]优选地，所述基于所述数条垂线的位置信息、流速信息及所述明渠断面的工程参数得到拟合的所述明渠断面的数条垂线横向间流速分布规律的步骤包括：
[0018]获取所述数条垂线上的流速；
[0019]根据所述数条垂线上的流速计算得到所述数条垂线的平均流速；
[0020]基于所述数条垂线上的流速和所述数条垂线的平均流速拟合得到所述数条垂线横向间流速分布规律。
[0021]优选地，所述根据所述数条垂线上的流速数据得到所述数条垂线上的流速分布及所述数条垂线横向间流速分布规律进而得到所述明渠断面的流速分布规律的步骤还包括：
[0022]基于所述数条垂线的平均流速以及所述明渠断面的工程参数计算得到所述明渠断面的横向平均流速分布规律；
[0023]其中，所述明渠断面的工程参数包括：所述明渠断面的水面深度，所述数条垂线至所述明渠断面的水面与明渠壁面的交点的距离。
[0024]优选地，实测所述明渠断面一个参考点的流速值并结合所述流速分布规律计算所述明渠断面的总流量的步骤包括：
[0025]确定一个参考点并实测所述参考点的流速值；
[0026]根据所述垂线流速分布规律得到所述参考点所在垂线的平均流速；
[0027]基于所述参考点所在垂线的平均流速拟合所述明渠断面内数条垂线的平均流速；
[0028]通过所述数条垂线的平均流速计算得到所述明渠断面的总流量。
[0029]优选地，所述通过所述数条垂线的平均流速计算得到所述明渠断面的总流量的步骤包括：
[0030]确定所述数条垂线划分得到的所述明渠断面的至少一个子区域；
[0031]计算所述至少一个子区域内的垂线的平均流速；
[0032]基于所述至少一个子区域的面积和对应的垂线的平均流速得到所述至少一个子区域的局部流量；
[0033]将所述至少一个子区域的局部流量进行累加得到所述明渠断面的总流量。
[0034]此外，为了实现上述目的，本专利技术还提供了一种明渠的流量测量系统，包括：
[0035]CFD模型建立模块，用于在正常供水时，建立待检测的明渠断面的CFD模型拟合得到所述明渠断面的流速场；
[0036]提取模块，用于基于所述流速场提取所述明渠断面流速场中数条测量垂线上的流速数据；
[0037]计算模块，用于根据所述数条垂线上的流速数据得到所述数条垂线上的流速分布及所述数条垂线横向间流速分布规律进而得到所述明渠断面的流速分布规律；
[0038]所述计算模块还用于实测所述明渠断面一个参考点的流速值并结合所述流速分布规律计算所述明渠断面的总流量。
[0039]此外，为了实现上述目的，本专利技术还提供一种电子设备，包括：
[0040]至少一个处理器；以及，
[0041]与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器上存储有可被至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器
能够执行如上述任一项所述的明渠的流量测量方法的步骤。
[0042]此外，为了实现上述目的，本专利技术还提供一种计算机存储介质，其特征在于，包括：所述计算机可读存储介质上存储有明渠的流量测量程序，所述明渠的流量测量程序被处理器执行时实现如上述任一项所述的明渠的流量测量方法的步骤。
[0043]本专利技术提供一种明渠的流量测量方法，包括：在正常供水时，建立待检测的明渠断面的CFD模型拟合得到所述明渠断面的流速场；基于所述流速场提取所述明渠断面流速场中数条测量垂线上的流速数据；根据所述数条垂线上的流速数据得到所述数条垂线上的流速分布及所述数条垂线横向间流速分布规律进而得到所述明渠断面的流速分布规律；实测所述明渠断面一个参考点的流速值并结合所述流速分布规律计算所述明渠断面的总流量。通过建立三维计算流体力学(CFD)模型获取明渠断面流速场，由流速场拟合断面流速分布规律曲线，结合相对传统方法更少的实测点的流速值，以实现明渠断面流量的累积计算。该方法可以显著减少实测工作量。并且该方法的流量测算结果稳定可靠，满足工程精度要求。
附图说明
[0044]图1是本专利技术实施例方案涉及的硬件运行环境的终端\装置结构示意图；
[0045]图2为本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种明渠的流量测量方法，其特征在于，包括：在正常供水时，建立待检测的明渠断面的CFD模型拟合得到所述明渠断面的流速场；基于所述流速场提取所述明渠断面流速场中数条测量垂线上的流速数据；根据所述数条垂线上的流速数据得到所述数条垂线上的流速分布及所述数条垂线横向间流速分布规律进而得到所述明渠断面的流速分布规律；实测所述明渠断面一个参考点的流速值并结合所述流速分布规律计算所述明渠断面的总流量。2.如权利要求1所述的明渠的流量测量方法，其特征在于，所述在正常供水时，建立待检测的明渠断面的CFD数值模拟得到所述明渠断面的流速场的步骤包括：根据所述明渠的工程参数与实测流速、流量数据建立所述明渠断面的三维流体建模，其中，所述工程参数包括：所述明渠的水深、断面底宽及断面坡角度；基于所述三维流体建模计算得到所述明渠断面的CFD数值模拟；通过所述CFD数值模拟得到所述明渠断面的流速场。3.如权利要求1所述的明渠的流量测量方法，其特征在于，所述根据所述数条垂线上的流速数据得到所述数条垂线上的流速分布及所述数条垂线横向间流速分布规律进而得到所述明渠断面的流速分布规律的步骤包括：获取数条垂线的位置信息、流速信息；基于所述数条垂线的位置信息、流速信息及所述明渠断面的工程参数得到拟合的所述明渠断面的数条垂线横向间流速分布规律。4.如权利要求3所述的明渠的流量测量方法，其特征在于，所述基于所述数条垂线的位置信息、流速信息及所述明渠断面的工程参数得到拟合的所述明渠断面的数条垂线横向间流速分布规律的步骤包括：获取所述数条垂线上的流速；根据所述数条垂线上的流速计算得到所述数条垂线的平均流速；基于所述数条垂线上的流速和所述数条垂线的平均流速拟合得到所述数条垂线横向间流速分布规律。5.如权利要求4所述的明渠的流量测量方法，其特征在于，所述根据所述数条垂线上的流速数据得到所述数条垂线上的流速分布及所述数条垂线横向间流速分布规律进而得到所述明渠断面的流速分布规律的步骤还包括：基于所述数条垂线的平均流速以及所述明渠断面的工程参数计算得到所述明渠断面的横向平均流速分布规律；其中，所述明渠断面的工程...

【专利技术属性】
技术研发人员：宁芊，单无牵，周新志，陈炳才，
申请(专利权)人：新疆师范大学，
类型：发明
国别省市：