一种通过计算流体动力学预测梯形溢流坝流量的方法技术

技术编号:40106687 阅读:26 留言:0更新日期:2024-01-23 18:32
本发明专利技术公开了一种通过计算流体动力学预测梯形溢流坝流量的方法,基于缩尺的梯形溢流坝进行物理模型试验和数值计算,得到对应的数值模拟方法;对输出的上游坡度、下游坡度、相对坝顶宽度进行处理得到梯形溢流坝流量系数表达式,从而得到梯形溢流坝流量仅随梯形溢流坝上游总能量水头变化的表达式。在数值计算时,引入云计算以提高模拟精度和效率。在预测梯形溢流坝流量时,测得梯形溢流坝上游总能量水头或上游水深带入对应流量公式即可得到实时的梯形溢流坝流量。本发明专利技术能够准确合理地预测设置了梯形溢流坝的渠道流量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于流体动力学领域,具体涉及一种通过计算流体动力学预测梯形溢流坝流量的方法


技术介绍

1、在国内各类渠道中梯形溢流坝通常用作灌溉结构,具有短坝顶的梯形剖面的堰用于将河水引向灌溉渠用于灌溉庄稼和农作物。通常在梯形溢流坝装置中配有控制流量的闸门,可以根据作物灌溉水量的需要来调节上游水位,从而达到灌溉要求。此外,此类梯形溢流坝还可以根据闸门开度和梯形溢流坝上游及下游水位来充当流量测量装置。然而有研究表明,在测量流量时流场的改变决定了流量的预测精度。通常随着梯形溢流坝上、下游水位相对位置的变化,梯形溢流坝的下游水流流场在自由出流和淹没出流两种形态中切换。通常发生洪水或大流量工况时,梯形溢流坝下游流场处于淹没出流状态,而日常小流量工况使用,梯形溢流坝下游流场处于自由出流状态。

2、梯形溢流坝的流场除了受下游出流状态影响之外,还受梯形溢流坝几何构造的影响,主要包括梯形溢流坝的坝顶宽度、上游坡度和下游坡度。虽然有部分学者有针对地进行了一些研究,但是均只考虑某一个因素,或者基于一些古老的公式进行了一些不太符合逻辑的修改,这导致过去学者们提出的流量预本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种通过计算流体动力学预测梯形溢流坝流量的方法,其特征在于:包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种通过计算流体动力学预测梯形溢流坝流量的方法,其特征在于:步骤S1中对缩尺的梯形溢流坝进行物理模型试验,应保证梯形溢流坝的下游水流状态始终为自由出流,具体方法为:

3.根据权利要求2所述的一种通过计算流体动力学预测梯形溢流坝流量的方法,其特征在于:步骤S1中缩尺的梯形溢流坝渠道物理模型,具体参数为:

4.根据权利要求3所述的一种通过计算流体动力学预测梯形溢流坝流量的方法,其特征在于:步骤S1中物理模型试验时沿梯形溢流坝渠道对称纵断面上、梯形溢流坝上...

【技术特征摘要】

1.一种通过计算流体动力学预测梯形溢流坝流量的方法,其特征在于:包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种通过计算流体动力学预测梯形溢流坝流量的方法,其特征在于:步骤s1中对缩尺的梯形溢流坝进行物理模型试验,应保证梯形溢流坝的下游水流状态始终为自由出流,具体方法为:

3.根据权利要求2所述的一种通过计算流体动力学预测梯形溢流坝流量的方法,其特征在于:步骤s1中缩尺的梯形溢流坝渠道物理模型,具体参数为:

4.根据权利要求3所述的一种通过计算流体动力学预测梯形溢流坝流量的方法,其特征在于:步骤s1中物理模型试验时沿梯形溢流坝渠道对称纵断面上、梯形溢流坝上游不同过流断面水深hi,i为随机断面编号;对应的步骤s2中数值模拟时沿梯形溢流坝渠道对称纵断面上、梯形溢流坝上游不同过流横断面对应水深hi ,i断面编号与步骤s1中相同。

5.根据权利要求4所述的一种通过计算流体动力学预测梯形溢流坝流量的方法,其特征在于:步骤s2中梯形溢流坝进行数值计算,具体为:

6.根据权利要求5所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:朱晓明许小华杨培生张霖袁琪亮石莎时硕硕崔昊旻
申请(专利权)人:江西省水利科学院江西省大坝安全管理中心江西省水资源管理中心
类型:发明
国别省市:

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