刘海强:矩形渠道分水口水力性能及影响因素研究论文

刘海强:矩形渠道分水口水力性能及影响因素研究论文

本文主要研究内容

作者刘海强(2019)在《矩形渠道分水口水力性能及影响因素研究》一文中研究指出:分水口是灌区灌溉渠系常见的过水建筑物,通过调节节制闸及分水闸开度控制主流渠道及分水渠道内的水位,使来流渠道的水流按水量计划经分水口进入侧渠道。为了满足自流灌溉要求,侧渠道进水口处底部高程高于田面高程。由于分水口建成后,分水流量与渠道内水位具有良好的对应关系,可以作为流量量测设施,避免修建特设量水设施产生的水头损失,也可以达到渠道水量的测控一体化,提高灌区现代化管理水平。目前明渠分水口水力特性的研究主要针对分水口处侧渠道与主渠道底部高程相同的情况,灌区渠系布置中多数为侧渠道入口底部高程高于主渠道,因此本研究针对侧渠道底高程高于主渠道时的水力性能进行了研究,试验对3种侧渠底高、5种渠宽比、5个总流量及同一来流量下5种分流比(通过控制主渠末端水位得到不同分流比),共375组原型试验,结合FLOW-3D软件进行的不同分水角条件下的分水口流畅数值模拟,对矩形渠道分水口进行了水力性能研究,分析了主渠道在分水口处的水面线、流向角、断面流速、回流区等水力特性以及侧渠道进口流量系数及其影响因素之间的关系式,主要研究内容及结论如下:(1)基于能量守恒和量纲和谐原理,对侧渠道进口流量公式及流量系数进行了理论分析,得到了侧渠进口流量理论计算公式和影响流量系数的相关因素。(2)对矩形渠道分水口试验和模拟结果进行了分析,得到了主渠道在分水口处的水面线、分流比与相对堰上水头、主渠上下游傅汝德数之间的关系、流向角与相对堰上水头之间的关系;根据量纲分析得到的流量系数影响因素,拟合了侧渠底高与堰上水头的比值与侧渠道进口流量系数的关系式,除分流比小于0.13的情况下相对误差大于12%,其余均小于12%。(3)对比分析了矩形渠道分水口试验数据与模拟数据,水深和断面流速实测值与模拟值吻合较好,相对误差均小于10%,表明利用FLOW-3D对矩形渠道分水口进行模拟结果可信可靠;主渠道在分水口处水面呈逐渐上升趋势,近似于一条壅水形的直线,在分水口下游端处水深达到最大值;主渠道各断面流速分布规律在不同水深下大致相同,高于侧渠底高的主渠水流对低于侧渠底高的水流产生扰动,使侧渠底前的水流具有向上的流速,与上层水流一起参与分流。主渠道下游远离分水口处的边壁湍动能值较大,在分水口上游端水流与边壁发生分离,流速变化剧烈,并形成较多的涡流,湍动能值较大。(4)结合文献中矩形渠道分水口45°分水角的试验数据,利用FIOW-3D对相同工况下分水口进行了模拟,并对流速结果进行了对比,实测值与模拟值相对误差均小于10%,利用FLOW-3D对不同角度分水口模拟结果可信;拟合了各分水角下侧渠道进口流量系数与相对堰上水头之间的关系式,最大相对误差emax均小于11%。

Abstract

fen shui kou shi guan ou guan gai qu ji chang jian de guo shui jian zhu wu ,tong guo diao jie jie zhi zha ji fen shui zha kai du kong zhi zhu liu qu dao ji fen shui qu dao nei de shui wei ,shi lai liu qu dao de shui liu an shui liang ji hua jing fen shui kou jin ru ce qu dao 。wei le man zu zi liu guan gai yao qiu ,ce qu dao jin shui kou chu de bu gao cheng gao yu tian mian gao cheng 。you yu fen shui kou jian cheng hou ,fen shui liu liang yu qu dao nei shui wei ju you liang hao de dui ying guan ji ,ke yi zuo wei liu liang liang ce she shi ,bi mian xiu jian te she liang shui she shi chan sheng de shui tou sun shi ,ye ke yi da dao qu dao shui liang de ce kong yi ti hua ,di gao guan ou xian dai hua guan li shui ping 。mu qian ming qu fen shui kou shui li te xing de yan jiu zhu yao zhen dui fen shui kou chu ce qu dao yu zhu qu dao de bu gao cheng xiang tong de qing kuang ,guan ou qu ji bu zhi zhong duo shu wei ce qu dao ru kou de bu gao cheng gao yu zhu qu dao ,yin ci ben yan jiu zhen dui ce qu dao de gao cheng gao yu zhu qu dao shi de shui li xing neng jin hang le yan jiu ,shi yan dui 3chong ce qu de gao 、5chong qu kuan bi 、5ge zong liu liang ji tong yi lai liu liang xia 5chong fen liu bi (tong guo kong zhi zhu qu mo duan shui wei de dao bu tong fen liu bi ),gong 375zu yuan xing shi yan ,jie ge FLOW-3Druan jian jin hang de bu tong fen shui jiao tiao jian xia de fen shui kou liu chang shu zhi mo ni ,dui ju xing qu dao fen shui kou jin hang le shui li xing neng yan jiu ,fen xi le zhu qu dao zai fen shui kou chu de shui mian xian 、liu xiang jiao 、duan mian liu su 、hui liu ou deng shui li te xing yi ji ce qu dao jin kou liu liang ji shu ji ji ying xiang yin su zhi jian de guan ji shi ,zhu yao yan jiu nei rong ji jie lun ru xia :(1)ji yu neng liang shou heng he liang gang he xie yuan li ,dui ce qu dao jin kou liu liang gong shi ji liu liang ji shu jin hang le li lun fen xi ,de dao le ce qu jin kou liu liang li lun ji suan gong shi he ying xiang liu liang ji shu de xiang guan yin su 。(2)dui ju xing qu dao fen shui kou shi yan he mo ni jie guo jin hang le fen xi ,de dao le zhu qu dao zai fen shui kou chu de shui mian xian 、fen liu bi yu xiang dui yan shang shui tou 、zhu qu shang xia you fu ru de shu zhi jian de guan ji 、liu xiang jiao yu xiang dui yan shang shui tou zhi jian de guan ji ;gen ju liang gang fen xi de dao de liu liang ji shu ying xiang yin su ,ni ge le ce qu de gao yu yan shang shui tou de bi zhi yu ce qu dao jin kou liu liang ji shu de guan ji shi ,chu fen liu bi xiao yu 0.13de qing kuang xia xiang dui wu cha da yu 12%,ji yu jun xiao yu 12%。(3)dui bi fen xi le ju xing qu dao fen shui kou shi yan shu ju yu mo ni shu ju ,shui shen he duan mian liu su shi ce zhi yu mo ni zhi wen ge jiao hao ,xiang dui wu cha jun xiao yu 10%,biao ming li yong FLOW-3Ddui ju xing qu dao fen shui kou jin hang mo ni jie guo ke xin ke kao ;zhu qu dao zai fen shui kou chu shui mian cheng zhu jian shang sheng qu shi ,jin shi yu yi tiao yong shui xing de zhi xian ,zai fen shui kou xia you duan chu shui shen da dao zui da zhi ;zhu qu dao ge duan mian liu su fen bu gui lv zai bu tong shui shen xia da zhi xiang tong ,gao yu ce qu de gao de zhu qu shui liu dui di yu ce qu de gao de shui liu chan sheng rao dong ,shi ce qu de qian de shui liu ju you xiang shang de liu su ,yu shang ceng shui liu yi qi can yu fen liu 。zhu qu dao xia you yuan li fen shui kou chu de bian bi tuan dong neng zhi jiao da ,zai fen shui kou shang you duan shui liu yu bian bi fa sheng fen li ,liu su bian hua ju lie ,bing xing cheng jiao duo de guo liu ,tuan dong neng zhi jiao da 。(4)jie ge wen suo zhong ju xing qu dao fen shui kou 45°fen shui jiao de shi yan shu ju ,li yong FIOW-3Ddui xiang tong gong kuang xia fen shui kou jin hang le mo ni ,bing dui liu su jie guo jin hang le dui bi ,shi ce zhi yu mo ni zhi xiang dui wu cha jun xiao yu 10%,li yong FLOW-3Ddui bu tong jiao du fen shui kou mo ni jie guo ke xin ;ni ge le ge fen shui jiao xia ce qu dao jin kou liu liang ji shu yu xiang dui yan shang shui tou zhi jian de guan ji shi ,zui da xiang dui wu cha emaxjun xiao yu 11%。

论文参考文献

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自西北农林科技大学的刘海强,发表于刊物西北农林科技大学2019-07-11论文,是一篇关于矩形渠道论文,分水口论文,侧渠底高论文,水力性能论文,分水角论文,西北农林科技大学2019-07-11论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自西北农林科技大学2019-07-11论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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