一、怎样按流量大小计算渠道断面尺寸（论文文献综述）
李珊珊[1]（2021）在《琴键堰泄流水力特性与体型参数研究》文中指出基于上下游倒悬设计的琴键堰（PKW）可以直接放在坝顶上,极大提高了传统折线型堰的适用范围,且数倍于直线堰的泄流能力使其成为应对大坝泄洪能力不足的一种有效解决方案,无论对于新建水库还是已有水库的提升改造均有着广阔的应用前景。但由于琴键堰几何参数众多,体型结构复杂,再加上发展历史较短,其研究成果尚未形成系统,堰流理论也很不成熟,也缺乏通用的设计准则与方法,制约了琴键堰的工程设计及推广应用。本文依托于国家自然科学基金项目,在西安理工大学水力学试验大厅长16米,宽0.5米,高0.75米的水槽中对不同琴键堰体型自由出流和淹没出流工况下进行了400余组次的试验,并基于VOF技术和RNG k-ε湍流模型,数值模拟了 280多个工况下的琴键堰三维流场。综合试验及数值模拟的数据,系统研究和分析了琴键堰过流的水力特性,体型参数影响以及泄流能力三方面的内容,明确了影响琴键堰泄流能力的水力学机制,给出了优化的琴键堰体型参数范围,提出了基于多影响因素和基于叠加原理的琴键堰高精度水力设计公式并对琴键堰在实际工程应用中初步设计的方法进行了探讨。主要内容和成果有:（1）琴键堰基本水力特性及泄流机理在自由出流条件下,综合本文模型试验和数值模拟得到的不同水头条件下琴键堰泄流系数及其他学者研究成果,确认了琴键堰泄流系数呈低水头下较大,随水头增加泄流系数先小幅增加后逐渐减小的变化趋势;利用数值模拟的结果分割得出了琴键堰进口、出口及侧面三个溢流前沿上的泄流量,分析了他们随水头的变化规律。细致分析了泄流流态、水面线、流线、压强、流速、紊动能、进口宫室沿程断面弗劳德数等水力学特性随水头增加而变化的规律,揭示了侧堰效率的降低,有效溢流前缘长度的减少和进口有效过流断面的减小是堰上水头影响琴键堰流量系数的主要因素。（2）四种基本体型琴键堰自由及淹没出流水力特性上下游皆有对称倒悬（Type A）、下游无倒悬（Type B）、上游无倒悬（Type C）和上、下游皆无倒悬（Type D）是琴键堰的四个基种体型（其中后三者为极限体型）。首先在自由出流的工况下,试验和模拟结果表明四种琴键堰的泄流系数的大小顺序始终为B型>A型>C型>D型,B型琴键堰泄流效率比A型高约13%,而比D型高约30%。数值模拟分析四种琴键堰体型进口断面弗劳德数和堰进口、出口和侧面溢流前缘的泄流量,单宽泄流量,泄流量百分比及泄流效率随堰上水头之间的变化规律,结果表明B型琴键堰在中低水头下侧面溢流前缘泄流效率最高,且高水头时进口溢流前缘的泄流也显着高于其他体型,因此B型在四种琴键堰中展现出最优的水力效率。而C型琴键堰,尽管向下的倒悬使其在水头增大的过程中损失了最多的有效溢流前缘长度,但其出口宫室的泄流效率较高,因此其总泄流量大于D型琴键堰。基于无量纲水头法和泄流量折减系数法分析四种琴键堰对淹没的敏感性发现,在来流量相同情况下B型琴键堰对淹没最敏感,其次是A型,再次为C型最后为D型琴键堰。通过拟合琴键堰的淹没流量系数,进一步比较四个体型琴键堰在淹没条件下的泄流能力和水力效率发现:当淹没系数S较小时,C型和D型琴键堰的泄流效率分别低于A型,而B型的效率最高。而当S>0.7时,各类型琴键堰泄流效率出现反向规律,此时淹没泄流效率取决于“对淹没的敏感性”和自由出流泄流效率两个方面的综合影响。（3）琴键堰关键几何参数及辅助体型参数对泄流能力的影响程度及作用机理利用物理试验和三维数值模拟数据,分析了不同进出口宽度比、上下游倒悬比及堰高等主要体型参数对琴键堰泄流能力的影响程度及影响机理,并从水力性能的角度提出了最佳的参数比范围。结果表明,在全水头范围内考虑,琴键堰主要几何参数进出口宽度比Wi/Wo在1.25至1.63,堰高取其倒悬角正切值Si在0.375-0.75之间以及上下游倒悬比参数Bo/Bi取2.5时琴键堰可提供最高的泄流效率。以标准对称A型琴键堰为基础,分析研究了加设堰鼻和女儿墙对琴键堰泄流能力的影响程度及影响机理,结果表明,水头较低时增设堰鼻琴键堰泄流量高出约8.5%,而堰鼻的形状（三角形或圆形）对琴键堰的流态和泄流效率影响不大;对于具有固定堰高的琴键堰,增设25mm女儿墙的琴键堰泄流效率高出14%;同时具有堰鼻和25mm高女儿墙的琴键堰,其泄流效率最大比标准体型高约16%。（4）琴键堰水力设计及工程应用方法采用量纲分析法确定影响琴键堰的关键无量纲参数,并利用正交化试验和模拟数据,分别提出基于多影响因素和基于入口、侧堰及出口断面叠加得到的琴键堰水力计算方法。与其他实验室研究成果和实际工程测量结果比较表明本文两种琴键堰水力计算方法具有很好的适用性,准确性和可靠性。基于多影响因素的琴键堰泄流系数计算公式精度在±6%范围内的概率为97%,而基于叠加得到的琴键堰泄流量计算公式,其精度在10%的范围内的概率为95%以上。提出了琴键堰设计的基本原则及合理的体型参数范围,结合已建工程升级改造和新建工程项目,给出应用琴键堰泄流能力计算公式进行琴键堰体型初步设计的基本方法和步骤及最终设计方案水力性能优化的建议。
黄旭中[2]（2021）在《基于OpenFOAM对挑流水气两相流模型试验水动力特性的数值研究》文中指出在实际运行的水利工程中,挑流消能被广泛运用。对挑流的各研究方向中,水气两相流水动力特性至今仍是研究重点,其中对挑流射程、湍动能强度等水动力要素的计算,对水利工程布设,对冲刷范围冲刷坑特性的研究具有重要意义。本文基于数值模拟软件OpenFOAM对挑流两相流的水动力特性进行数值模拟,其基本思路为:首先做物理试验,测量水舌挑流射程这一参数;然后构建渠道挑流数学模型,检测模型网格划分质量并优化网格划分方案;之后将三种常用的湍流模型（标准k-ε模型、k-ω模型和k-ω SST模型）的射程模拟结果与物理试验实测数据相比较,这样做既验证了数值模拟的准确性,又优化了模拟对湍流模型的选择方案;最后,本文基于合理的网格划分和湍流模型选择方案,对挑流两相流数值模拟结果在水舌断面流速、能量损失率、渠底流速场压力场和湍动能值等方面,进行了量化的水动力特性分析。此外,本文在第4章中分析了网格细化和边界层细化对数值模拟结果的影响。在第5章第1节中还将实测的挑流射程数据与两种不同经验公式计算出的挑流射程数据进行比较,分析了两组经验公式的不同和各自的优劣。通过模型试验可以看出,水流经挑坎挑起后跌落,在跌入下游水体处形成剧烈水气混掺现象。在对数值模拟结果的分析和比较中,本文得出以下结论:在网格划分方面,合理地设置边界层细化可以显着地提高数值模拟结果的准确度,因此它能得到更好的网格划分方案;在湍流模型选择方面,相较于标准k-ε模型和k-ω模型,k-ωSST模型被证实更适合本文中挑流两相流的数值模拟;在经验公式计算水舌挑流射程方面,若不考虑空气阻力、边壁摩擦力和水颗粒运动等因素,理想化的射程计算值会比物理试验实测值大31%左右,这说明了在预测水体运动时考虑各种阻力因素的重要性;在对水舌和渠道水体进行水动力特性分析方面,本文将空中段水舌按形态依次分为初始段、过渡段、分裂段和破碎段,并对其进行了相应描述。水舌在空中运动时,随着水舌挑距的逐渐增加,中心流速与边界处速度的差距逐渐增大,断面流速逐渐呈现出对称分布的规律,水舌断面平均流速在最高点后侧达到流速最小;对水舌空中段能量损失率η的研究结果表明,能量损失率η并是不变的常数,它会随着水舌射程的增加而不断增大;此外,渠底流速滞点约为距挑坎20.52cm的下游侧,此后下游渠道断面流速曲线由不规则曲线逐步向对数曲线过渡;通过对渠底沿程压强曲线的绘制,本文找到了下游渠底最大压强点位置,其位于距挑坎21cm的下游侧,值为538.7pa,该位置上渠底脉动压强随时间逐渐减小,分析原因是由于水垫对渠底压强的变化具有一定的削弱;最后本文研究了下游渠底沿程湍动能的变化,其变化曲线表明,渠底湍动能沿程先增大后稳定再减小,该变化规律反映了渠底冲刷最为严重的区域范围,而这里正是在工程实际中需要重点防护部分。本文将物模试验与数值模拟相结合,通过本文可以看出,研究挑流射程需要考虑水气两相流,本文构建的两相流模型可以准确地数值模拟渠道挑流问题。这对此类工程实际具有一定的指导意义。
夏艳辉[3]（2021）在《有沿程入流沟渠的水力特性研究》文中进行了进一步梳理随着我国城市化的高速发展,很多城市雨洪治理领域显现出严重问题,城市硬化面积不断增大,导致原有场地的下垫面渗水能力降低,雨水无法及时下渗,城市洪涝问题频繁。线性排水等有沿程入流沟渠系统作为一项典型的城市排水系统,已经广泛应用到城市排水系统中。有沿程入流沟渠的水力特性研究对整个排水系统的设计有重大影响,有沿程入流沟渠属于明渠系统,是非均匀流,所以针对明渠均匀流的谢才公式显然不能直接应用,否则计算错误可能严重影响排水造成路面大量积水,或出现沟渠尺寸不合理而造成浪费。目前明渠非均匀流的流量计算和水面曲线规律的研究较少,现行路面排水设计标准也有待改进。本文介绍了国内外有沿程入流的明渠非均匀流动的探索及发展前景,采用理论分析、模型实验和计算机模拟相结合的方法,对有沿程入流沟渠的流动过程及沟渠内水面曲线进行分析,系统地探究了入流沟渠的壁面粗糙高度、沟渠坡度、渠道底宽对沟渠内流速及水深变化影响规律。以期为国内的路面排水管渠的设计计算提供参考。主要研究成果如下:在理论分析方面,按照现有规范和文献,利用MATLAB绘图法给出基于谢才公式沿水流方向正向演算的沿程均匀入流水面曲线算例,计算结果远偏离实际情况,说明现行规范推荐的谢才公式并不能直接用于有沿程入流沟渠的明渠系统水面曲线计算;进一步,根据圣维南方程推导出有沿程入流的明渠流水面曲线微分方程（?）,并给出通过有限差分求解微分方程的计算方法和算例,对比结果显示,该方法所获曲线与实验所获曲线吻合度较好。在实验研究方面,搭建了专门的均匀入流实验台对渠道沿程布点进水,对不同渠道底宽、流量、坡度、壁面粗糙高度下的水深进行了实际测量,绘制相应的水面曲线,研究发现流量用函数（?）有较好的拟合效果。得出结论:相同流量条件下随坡度增大,沿程水深变化率增大;壁面粗糙高度增大,沿程水深变化率增大。在数值模拟方面,利用FLURNT软件对有沿程入流沟渠的水力特性进行了模拟分析,所获水面曲线与理论计算和实验结果的趋势吻合。
聂会冲[4]（2020）在《外洪入渠对渠道过流能力的影响研究》文中提出自南水北调工程通水运行以来,在一些干渠工程段出现了不同程度的影响工程运行的问题。外洪入渠是指渠道所在流域在汛期出现超标洪水,流入干渠发生洪水漫堤,严重时导致干渠毁坏的险情。外洪入渠发生时,外洪支流汇入渠道干流,两者交汇产生复杂的水力现象,造成渠道水量剧增、上游水位雍高、交汇口上下游附近区域出现泥沙淤积等情况出现,严重阻碍了输水干渠的正常运行。南水北调工程安全输水意义重大,因此亟需研究外洪入渠后渠道淤积对输水能力的影响,为输水建筑物提高稳定与安全性提出处置方案,保护区域防洪安全和南水北调中线工程安全。本课题以南水北调中线工程邢邯段西小屯处输水干渠为研究对象,采用物理模型试验与理论相结合的方法,基于河道水流洪枯特点及河流动力学相关理论,在该流域超标洪水引起外洪入渠时,对南水北调中线工程输水干渠各水力要素及渠道泥沙冲淤变化进行了研究,揭示了外洪入渠后渠道过流能力的调整规律。论文主要内容有:1.对原型所在流域的水文及泥沙分布进行资料的收集整理,确定出外洪入渠险情发生的水沙条件;2.通过对交汇水流水力特性等有关资料的分析,归纳出外洪入渠影响渠道过流能力的两个因子—入流角度和外洪流量;3.通过输水干渠模型和外洪进水口试验模型,进行清水和浑水试验,采用新型电磁流速仪等仪器,来对外洪入渠过程进行模拟分析,总结出渠道过流能力的变化规律。4.外洪流量逐渐增大时,对干渠主流影响随之增大;在交汇口下游形成回流分离区,尺寸随流量增大而增大;两侧挤压主流使得上下游水位持续抬高,水体溢出渠顶加大泥沙淤积降低渠道过流能力;入流角度的增大会加强两者的混掺,导致上下游脉动强度增大;外洪含沙量增大,渠道淤积严重影响过流能力。本研究成果为超标洪水引起的外洪入渠工程问题提供了治理依据,也为排洪建筑物应急抢险修复技术的研究奠定了基础。
朱阳[5]（2020）在《堆积体河道水力特性数值模拟研究》文中认为我国幅员辽阔,疆域宽广,遭受的地质灾害也非常多,在一些山地和峡谷尤其容易发生自然灾害。由于地震、山体滑坡和泥石流等自然形成的地质灾害,会使得天然河流的河道中很容易出现由泥土、石砾等组成的障碍物,造成河道堵塞,阻碍水流的正常流动。这些障碍物一般固定堆积在河岸边壁上,在正常的水流条件下,水流不能将其搬运输送至下游,因此称之为堆积体。河道中堆积体的存在会占据原本的河道空间,对水流形成挤压作用,改变河道水流的水力特性。目前水槽试验和圆柱绕流试验和对应的数值模拟是研究绕流结构体变化规律的主要方式,本文的堆积体对河道水流的影响与圆柱绕流有很多相同之处,可以从前人的研究成果中汲取经验。本文在前期水槽试验的基础之上,采用水槽模型试验与数值模拟相结合进行研究的方法,对进口流量、堆积体进占宽、底面坡度、底面粗糙度这四种变量因素进行了模拟和研究分析。本文利用ANSYS软件建立了等比例尺寸的模型,在对模型进行网格划分的时候,采用非结构性四面体网格,选取标准k-ε湍流模型导入Fluent进行模拟计算,选用VOF追踪自由水面的变化。主要的研究成果如下:（1）分析了不同模拟试验条件下的水面线变化。从总体的变化规律来看,河道上游会产生一定的壅水,但水流整体比较平顺,沿程水面线几乎没有变化,纵比降和横比降几乎为0。从壅水效果上来看,流量、堆积体进占宽、底坡对壅水高度起正向的影响,堆积体进占宽对于上游的壅水作用最大,底坡和流量次之,粗糙度的改变对于上游的壅水高度几乎没有影响;当水流经过堆积体,逐渐往下游流动时,水面线会下降,水面纵比降和横比降沿程会逐渐增大,变化最明显的是堆积体进占宽为0.9B的试验条件,此试验条件下对水面线的影响范围也最广,纵比降和横比降变化幅度也最大;在绕过堆积体后,水流向下游流动的同时,还会向左岸扩散,这时会产生水跃现象,水面线会沿程上升,水面纵比降和横比降沿程会逐渐恢复至0。陡坡的试验组由于水流一直处于急流状态,水面线沿程会继续下降,不会发生水跃,这与其他试验条件变化不同。大概在x*=2.5左右,水面线开始稳定,水面纵比降和横比降也趋于0,水流整体处于平稳状态。对于水面纵比降,各变量影响效果从大到小依次为:底坡、进占宽、流量;对于水面横比降,各变量影响效果从大到小依次为:进占宽、底坡、流量。粗糙度的改变并不对水面线和水面比降产生明显的影响。（2）分析了不同模拟试验条件下的时均流场变化。在上游壅水区,因为整体水流较为平顺,所以纵向流速和各断面的断面比能几乎没有变化,水流也没有偏转;从堆积体的渐扩段开始,水流受到堆积体的影响,纵向流速和断面比能开始增加,水流向右岸偏转明显,在水流经过堆积体中轴线（x*=0）附近,纵向流速与断面比能达到峰值,水流向右岸的偏转幅度也达到最大;水流在经过堆积体中轴线（x*=0）后,堆积体的进占宽沿程减小,水流会逐渐向左岸扩散至恢复到天然流态,纵向流速和断面比能沿程会逐渐减小,直至趋于稳定。水流偏转在此时变化比较复杂:流量试验组的水流在下游偏向左岸,并且偏转幅度沿程变小至趋于0;堆积体进占宽为0.9B的试验组,由于堆积体尺寸较大,对于水流影响的范围也变大,水流偏转在下游呈现来回偏转的情况;陡坡的试验组因为没有发生水跃现象,水流依然有很大的动能,并且因为底坡较大,在向下游流动的过程中一部分势能还会继续转化为动能,纵向流速沿程会继续增加,并且因为水流动能较大,水流偏转在下游呈现左右波动的现象。（3）分析了不同模拟试验条件下的水流紊动能变化。整体上看,在上游水流紊动较弱,紊动能数值小。在受堆积体影响的（x*=-1～1）区域,因为堆积体的影响,水流流速增大,所以紊动能在此区域明显加强。在x*=0～1区域,为水流的强紊动区,紊动能沿程逐渐增加,直至紊动能达到最大值。在堆积体下游的x*=2～6.5区域,由于水跃的消能作用,使得水流流速减小,水流向下游流动的过程中会逐渐恢复到天然状态。处于堆积体右侧出现了小部分区域的低紊动能区域,这个区域是对应的回流区,在回流区的水流,流速较低,所以紊动能小。下游强紊动能区域面积最大的是堆积进占宽体试验组,对紊动能的影响最大,对紊动能影响最小的是粗糙度试验组,粗糙度的变化对于紊动能没有明显的影响。（4）分析了不同模拟试验条件下的回流区变化。本文通过找出每个试验组的u=0和v=0点的坐标,将各坐标点连接得出边界线为一条弯折的曲线。同时用y=axb+c形式的曲线进行拟合,得出回流区分界线。研究结果表明,堆积体进占宽对于回流区范围的影响最大,底坡次之,流量再次,粗糙度对于回流区范围影响几乎为0;对于环流相对强度,其变化和水流的偏转变化规律基本一致;一定条件下的水流绕过障碍物时,会形成一个固定涡体结构,本文根据前人的经验公式,以流量为变量进行涡体的变化研究,当水流流量较小时,对应的流速也较小,在回流区会形成一个固定的稳定的涡体,当流量逐渐增加,水流对应雷诺数Re也会增大,涡体逐渐变得细长,逐渐从外缘脱落,直至消失,若继续增大流量,使得雷诺数大于12000时,在原来涡体下游又会出现新的涡体结构。
杨天凯[6]（2020）在《调水工程安全运行若干关键问题研究》文中认为随着我国社会经济的飞速发展,用水需求的不断提升,调水工程已成为基础设施建设的重要组成部分,并为城市生活、工业生产、农业灌溉及生态环保等提供了重要的用水保障。调水工程的安全运行是保证工程社会、经济及环境效益得以发挥的重要前提。然而,由于工程线路长、工程地质及环境条件复杂多变、长期运行逐渐老化等因素,调水工程失事的案例时常发生,造成了巨大的经济损失和深远的社会影响。因此,在实际的运行管理及科研工作中,有关如何保障调水工程安全运行的诸多关键问题亟待研究和解决。近年来,众多学者针对调水工程安全运行的问题开展了大量的研究工作,并且取得了不错的研究进展。但是,目前相关的研究仍尚未形成完备理论和技术体系,已有成果尚不能满足实际的工程管理需求。本文紧密围绕调水工程安全运行的主题,从监控、评估及检测三个角度出发,选取部分典型的调水建筑物结构,结合工程实际开展若干关键问题的细致研究工作。旨在为推进调水工程安全运行的研究进程做出一点努力,主要的研究内容及得到的结论如下:（1）基于统计回归模型的渠道安全监控。以渠道边坡变形的安全监控为例,提出了确定不同调水建筑物安全运行监控指标及阈值的统一技术路径,并建立了渠道边坡变形安全的“三级预警+一级报警”统计预测监控模型。明确了安全监控的基础是破坏模式及路径的识别和现有监测量的分析,关键是安全监控指标的拟定和典型建筑物性态与易损性分析,核心是安全监控指标的分级,结果是监控阈值的确定。（2）基于原型监测与数值分析的渠道安全评估。以渠道边坡为例,结合实测资料分析、渗流状况反演分析和边坡稳定有限元计算分析,对其安全稳定性进行评估。主要结论是:渠道边坡的地下水位较低,坡内可能有局部含水层,不会影响衬砌的稳定,渠水有微弱外渗,边坡的渗流状况稳定;渠道边坡的变形很小,且主要发生在浅表层,没有深层滑动的迹象,抗滑稳定安全系数满足设计要求,边坡变形状况稳定且尚有较大安全储备;抗滑桩能够有效的限制边坡的浅层位移,抗滑桩和坡面梁的结构很好的抵抗边坡变形,对过水断面的支护效果好。（3）基于涡流仿真技术的桩基检测。以PHC管桩为例,基于远场涡流检测技术的基本原理,建立三维电磁场有限元模型进行仿真分析,对比不同的线圈布置位置和钢筋断裂工况。研究成果表明:Br相位适合做管内管外的检测指标。Br幅值和Bz幅值可在管内检测时区分是否有纵筋断裂。管桩钢筋结构稀疏,断裂时产生的磁场扰动范围很小,仅当激励线圈和检测线圈靠近断裂位置时能够检测到比较明显的磁场信号。
刘小靖[7]（2020）在《摆杆材质、直径对摆杆式测流装置精度的影响分析》文中研究说明众所周知,我国是农业大国但同时也是一个严重缺水的国家,合理高效的利用现有水资源使农业产量达到最大化对我国这个人口大国有着非常重要的意义,而灌区精准量水是推进节水农业的重要措施。本文通过查阅大量相关文献,提出了一种便携式摆杆自动测流装置,为灌区量水提供了一种新的测流方法,并对该测流装置的精度以及摆杆在水中的运动形态进行了以下研究:1、通过对摆杆式测流装置的机械结构的介绍、测流原理的分析以及在太原理工大学水流实验大厅标准混凝土矩形渠道（宽50cm,深60cm）上做的大量实验（选用不同材质的60cm长、4mm粗的摆杆）,建立了摆杆摆动角度与渠道瞬时流量之间的数学模型;2、利用数值模拟软件Fluent模拟四种不同材质（不锈钢制、铝制、亚克力制和碳纤维制）且测流杆直径为4mm的摆杆式测流装置,在不同流量的水流作用下,摆杆摆动的具体过程,其结果与实际实验结果进行互证,探究利用Fluent模拟实际渠道的可行性;3、模拟选用VOF气液两相流模型以及RNG k-ε湍流模型,然后设置边界条件:压力进口、渠道边壁和压力出口,以及动网格设置。求解控制方程选择PISO计算模型,每200步保存一次,开始计算;4、从数值模拟的结果中,观察渠道水面线变化云图及渠道压力分布云图,然后对比实验和数值模拟这两种方法下计算结果的误差,并拟合测流杆摆动的角度及渠道瞬时流量之间的关系曲线。通过实际实验和数值模拟两种方法进行摆杆式明渠测流装置测流特性的研究,得出了以下结论:（1）将与流量Q有关系的各个影响因子通过基于π定理的量纲分析法进行推导,最后得出Q=A（sin θ）5/2+C公式,可以看出,流量Q与（sinθ）5/2呈线性相关。（2）通过观察流量与角度的关系曲线以及拟合公式,可以看出,在同一直径下,随着摆杆材质密度的增大,测流公式的系数A也越大;在同一材质下,随着摆杆直径的增大,测流公式的系数A也越大。而且,拟合公式的相关系数R2越大,曲线拟合度越好。（3）通过观察模拟得到的水面线及压力分布规律,发现二者均符合实际理论知识,且模拟得到的数据与实际实验得到的数据的误差分析在5%以内,说明了数值模拟的准确性,同时亦符合明渠测流精度的要求。
张维乐[8]（2020）在《小型渠道量水平板测流机理及影响因素研究》文中认为灌区量水技术是实现灌区水资源优化配置和现代化农业用水管理的基本手段。我国北方灌区地势平缓,灌溉水流泥沙含量大,已有量水设施容易造成泥沙淤积,因此研究不宜淤堵、测流精度高的新型量水设施,对提高灌区现代化管理水平具有重要的价值。可绕轴转动的悬垂平板是基于动量守恒原理设计的一种新型量水设施,具有平板偏转角与流量关系稳定、测流时泥沙可顺利通过、不淤积、构造简单等特点,适宜于地势平缓、水流泥沙含量大的渠道流量测量。本研究通过理论分析、原型试验和数值模拟对新型量水平板的测流原理、流量计算模型进行了系统研究。主要研究内容及结论如下:（1）从绕流现象出发,提出基于力矩平衡和动量守恒定理的流量计算模型,将平板所受升力看作静水压力竖直分力,提出2种压力体假设;根据板后水流流态与完全淹没出流流态下水流流态相似,提出基于闸孔出流理论的流量计算模型。（2）参考量水槽及灌区渠道设计,为使水流绕经平板时流态更加平稳,设计不同体型的量水平板;在U形渠道及矩形渠道上进行物理原型试验,分析得到不同体型平板不同流量、底坡及淹没度下的水面线、傅汝德数沿程变化规律。基于FLOW-3D软件对量水平板测流水流流动进行模拟,除个别工况外,试验水深值与模拟值最大相对误差均小于10%,偏转角度平均相对误差为4.45%,二者水面线变化规律一致。通过数值模拟手段对流场进行分析,得到紊动能、沿程时均流速变化规律。（3）分析了底坡及板型对量水平板测流时相对水头损失的影响。对于U形非全断面平板,底坡及板型相同时,相对水头损失随着流量增大而减小。除收缩比0.715平板在小流量（本试验大约为10 L/s）测流时,水头损失比在10%以上,其余平板测流时水头损失比均小于10%,其中收缩比为0.439和0.337平板最大水头损失不超过上游总水头6%;流量相同,底坡在0.0005-0.001时,相对水头损失随底坡增加而增大;底坡在0.0002-0.0005时,相对水头损失相差不大。（4）对两种流量模型进行验证及优选。针对建立的量水平板绕流流量模型,采用矩形渠道和U形渠道全断面量水平板试验结果对两种压力体假设进行验证,其中假设1和假设2均适用于U形渠道,流量在大于17L/s时,相对误差小于6%;假设1适用于矩形渠道,大部分工况下相对误差在10%以下,假设2不适用。综上,假设1适用性更强。基于建立的量水平板闸孔出流流量模型,由试验结果拟合得到半经验流量公式。对于矩形全断面,计算流量与实测流量之间最大误差不超过18%,大部分工况下计算误差在10%以下。对于不同收缩比U形平板,得出了具有统一形式的流量公式,计算值与实测值最大相对误差为6.5%,平均相对误差为2.6%,满足灌区量水要求,关系式适用底坡范围0.0002～0.001。实际应用中建议选择闸孔出流理论计算模型进行测流,优选收缩比0.547-0.439U形量水平板进行测流。
杨彦[9]（2020）在《旬阳水电站导流明渠进口布置型式水力特性研究》文中提出旬阳水电站是汉江上一座重要的水利枢纽,库区洪水期峰高量大,陡涨陡落,施工期导流明渠承担着巨大泄流压力。模型试验观测发现:在上游围堰导向作用下,上游来流在导墙上延段墩头部位存在绕流、两侧水位落差大、基础冲刷严重等问题。为了解决相关问题,采用模型试验与数值模拟相结合的方法,对导流明渠进口型式进行优化研究,得到较优的进口段推荐型式。主要研究成果如下:（1）原设计体型上游围堰的顶高程基本满足过流要求,下游围堰体型也比较合理,但上游围堰及右导墙墩头部位产生绕流流态形成的明渠内冲淤问题比较严重。鉴于原设计体型存在的问题,通过导流模型试验对几个不同进口方案进行研究分析和对比后,最终优选出导流明渠的推荐体型,即将导墙上延段缩短10m,同时把上游围堰原折线式轴线修改为直线形式。推荐体型模型试验结果表明:缩短导墙长度和拉直上游围堰可以减小回流区面积,增加导流明渠过流能力,明显改善明渠内水流流态。（2）基于FLOW-3D软件,采用RNG k-ε双方程紊流模型,并结合VOF自由液面追踪法进行三维数值模拟,对原设计体型进行了水面线、断面流速等水力参数计算分析,并将计算值与试验值进行对比验证,结果表明:二者变化趋势一致,误差较小,本次数值模拟计算选用的模型及方法是合理的,数值模拟能较好的模拟导流明渠的水流流态。（3）采用相同的方法又对推荐体型进行数值模拟,根据计算结果对流态、流速分布、流量和冲刷等特性进行深度分析发现:推荐体型墩头处无绕流,导墙附近回流区较小,河道中心流速分布规律为,在深度方向,表面和中部流速大,底部流速小,在平面上,渠道中心流速大,两侧略小一些,该流速分布规律可使明渠的过流能力有所提高。依据流速分布得出推荐体型过流能力均满足要求,墩头部位不会出现严重冲刷,冲刷主要发生在导流明渠中心区域,两岸可能出现淤积,有利于导墙结构稳定。
赵强[10]（2020）在《平板闸门测流及流场研究》文中研究说明为了满足农业灌溉的需求,我国修建了大量灌区,但由于管理及灌溉方式的粗放,使得灌溉用水利用率低。相较于国外发达国家灌区的全流域自动控制,精准输配灌溉用水而言,我国灌区对于自动化研究起步较晚,设备技术落后,测流设备与控制闸门相互独立。本论文基于明渠平板闸门测流理论,对测控一体化平板闸门测流进行研究。目前,针对平板闸门控制方面的研究已经较为成熟,而对于平板闸门测流环节的研究较为薄弱。本文主要通过数值模拟与现场试验相结合的方法对明渠平板闸门测流进行研究。一方面通过明渠平板闸门自由出流和淹没出流的现场试验对平板闸门测流的流量经验计算公式进行选择。另一方面通过数值模拟方法,结合水位边界条件,分别对平板闸门在自由出流与淹没出流工况下的流场分布进行研究,并对比分析经验公式计算流量与数值模拟流量的相对误差;通过对平板闸门前装有流量桶的一体化板闸流量计进行数值模拟,分析其闸前流量桶内流场的分布,来确定超声波流量计在流量桶内的安装区域。主要结论如下:1.结合平板闸门自由出流和淹没出流的现场试验对平板闸门测流的流量经验公式进行选择,并分别对这两种工况下所选择流量经验公式进行了验证,发现流量的经验公式计算值与灌区量水堰实测值误差在3%以内,表明这两种工况下的流量经验公式的计算精度满足灌区的要求,可以作为平板闸门测流的流量计算公式,在一定测流精度范围内可以代替灌区量水堰测流。2.对比所选择的流量经验公式的计算值,平板闸门自由出流与淹没出流工况下数值模拟值流量的相对误差均在3%以内,表明可采用数值模拟方法对明渠平板闸门自由出流及淹没出流下的流场进行研究,为平板闸门测流的流场研究提供理论依据;对于平板闸门自由出流,闸前流场的稳定区域约为13m,闸后流场的稳定区域约为1315m,对于平板闸门淹没出流,闸前流场的稳定区域约为16m,闸后流场的稳定区域约为1017m。3.通过对一体化板闸流量计闸前流量桶内流场研究,结果表明:超声波流量计应安装在流量桶的中心区域,在该区域水流流动相对稳定,均匀,进口作用水头以及闸门开度对测流的影响较小,同时还避开了流量桶进口段低速区对测流精度的影响。
二、怎样按流量大小计算渠道断面尺寸（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、怎样按流量大小计算渠道断面尺寸（论文提纲范文）
（1）琴键堰泄流水力特性与体型参数研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 琴键堰的国内外研究动态与应用现状 |
| 1.2.1 自由溢流非线性堰的发展 |
| 1.2.2 琴键堰泄流特性及体型参数研究进展 |
| 1.2.3 琴键堰的应用现状 |
| 1.3 本文研究目标和需要解决的关键问题 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 1.5 本文研究方案及技术路线 |
| 2 琴键堰模型试验设置与数值模拟方法 |
| 2.1 模型试验设置 |
| 2.1.1 试验水槽 |
| 2.1.2 琴键堰模型设计与制作 |
| 2.1.3 测量工具和方法 |
| 2.2 数值模拟方法 |
| 2.2.1 数值模拟控制方程 |
| 2.2.2 计算域建立与网格划分 |
| 2.2.3 计算方法及边界条件设置 |
| 2.3 数值模拟不确定性分析及湍流模型选取 |
| 2.3.1 网格无关性分析 |
| 2.3.2 时间步长与计算时间 |
| 2.3.3 湍流模型选取 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 琴键堰自由出流基本水力特性及泄流能力 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 模型几何尺寸与试验工况 |
| 3.3 泄流量及泄流系数 |
| 3.3.1 总泄流量及泄流系数 |
| 3.3.2 各溢流前缘泄流量 |
| 3.4 基本水力特性及泄流内在机理 |
| 3.4.1 整体流态及水面线对比 |
| 3.4.2 流线分布 |
| 3.4.3 流速分布 |
| 3.4.4 进口断面弗劳德数 |
| 3.4.5 压强分布 |
| 3.4.6 湍动能分布 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 四种基本体型琴键堰自由及淹没出流特性对比 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 四种基本体型琴键堰自由出流水力特性及泄流能力比较分析 |
| 4.2.1 几何尺寸与试验工况 |
| 4.2.2 泄流流态及水面线 |
| 4.2.3 泄流能力分析比较 |
| 4.3 不同类型琴键堰淹没出流条件下泄流特性分析 |
| 4.3.1 不同琴键堰淹没流态划分 |
| 4.3.2 不同琴键堰的淹没敏感性分析 |
| 4.3.3 淹没条件下不同琴键堰水力性能比较 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 琴键堰体型参数对其泄流能力的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 进出口宽度比的影响 |
| 5.2.1 几何尺寸及计算工况 |
| 5.2.2 进出口宽度比对琴键堰泄流能力的影响 |
| 5.2.3 宽度比影响琴键堰泄流的内在机理 |
| 5.3 堰高的影响 |
| 5.3.1 几何尺寸及试验工况 |
| 5.3.2 不同堰高琴键堰模型泄流能力对比 |
| 5.3.3 堰高影响琴键堰泄流的内在机理 |
| 5.3.4 不同琴键堰泄流能力评价方法比较 |
| 5.4 上下游倒悬比的影响 |
| 5.4.1 几何尺寸及试验工况 |
| 5.4.2 不同上下游倒悬比琴键堰泄流能力分析 |
| 5.5 堰鼻形式和女儿墙高度的影响 |
| 5.5.1 几何尺寸及试验工况 |
| 5.5.2 泄流能力分析 |
| 5.5.3 堰鼻形式对琴键堰泄流能力的影响 |
| 5.5.4 女儿墙高度对琴键堰泄流能力的影响 |
| 5.5.5 堰鼻和女儿墙的综合影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 琴键堰水力设计计算方法 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 量纲分析及正交化数据配置 |
| 6.2.1 量纲分析 |
| 6.2.2 正交化数据配置 |
| 6.3 基于多影响因素的琴键堰泄流系数计算方法 |
| 6.4 基于叠加原理的琴键堰泄流量计算方法 |
| 6.4.1 上游出口宫室泄流量计算 |
| 6.4.2 下游进口宫室泄流量计算 |
| 6.4.3 侧面泄流量计算 |
| 6.4.4 三部分叠加的总泄流量 |
| 6.5 计算结果准确性验证 |
| 6.5.1 数据来源及参数配置 |
| 6.5.2 多因素泄流系数计算公式准确性验证 |
| 6.5.3 进口,出口,侧面溢流前缘叠加泄流量计算公式准确性验证 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 琴键堰工程应用初步设计及优化建议 |
| 7.1 总体设计准则 |
| 7.2 琴键堰工程应用初步设计方法---以实际工程为例 |
| 7.2.1 已建工程升级改造项目初步设计---以越南 Dakmi4B大坝项目为例 |
| 7.2.2 新建工程初步设计---以雅鲁藏布江上某水电站背景为例 |
| 7.3 最终水力优化建议 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 本文主要结论 |
| 8.2 论文创新点 |
| 8.3 琴键堰后续研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间主要研究成果 |
（2）基于OpenFOAM对挑流水气两相流模型试验水动力特性的数值研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 挑流消能国内外研究进展 |
| 1.2.1 挑流物理试验研究进展 |
| 1.2.2 挑流数值模拟研究进展 |
| 第2章 模型试验 |
| 2.1 试验装置 |
| 2.2 试验方法 |
| 2.3 试验工况 |
| 2.4 坝顶流速的计算 |
| 2.5 模型试验结果 |
| 2.6 本章小节 |
| 第3章 挑流两相流数值模型构建 |
| 3.1 OpenFOAM简介 |
| 3.2 控制方程 |
| 3.3 数值离散与计算方法 |
| 3.4 时间步长的设定 |
| 3.5 误差控制 |
| 3.6 模型构建 |
| 3.7 边界条件和初始条件 |
| 3.8 本章小节 |
| 第4章 网格划分对数值模拟结果的影响 |
| 4.1 网格细化对模拟结果的影响 |
| 4.2 边界层细化对模拟结果的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 经验公式、数值计算与实测射程比较 |
| 5.1 经验公式计算挑流射程 |
| 5.1.1 基于机械能守恒计算射程 |
| 5.1.2 基于冯德平经验公式计算射程 |
| 5.2 数值模拟组挑流射程 |
| 5.2.1 湍流模型的选择 |
| 5.2.2 挑流射程计算 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 水舌和下游水体水动力特性分析 |
| 6.1 挑流水舌运动机制 |
| 6.2 水舌内的流速分布规律 |
| 6.3 水舌的能量损失率 |
| 6.4 流速场 |
| 6.5 渠底压力 |
| 6.5.1 冲击压强值 |
| 6.5.2 脉动压强 |
| 6.6 渠底湍动能 |
| 6.7 本章小结 |
| 第7章 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（3）有沿程入流沟渠的水力特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究目的和意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 有沿程入流沟渠的研究进展 |
| 1.3.2 有沿程入流沟渠的数值模拟研究 |
| 1.4 研究内容及技术路线 |
| 第2章 实验设计 |
| 2.1 实验装置设计 |
| 2.1.1 供水系统设计 |
| 2.1.2 实验沟渠设计 |
| 2.1.3 循环水系统设计 |
| 2.2 实验工况设计 |
| 2.2.1 沟渠尺寸设计及控制 |
| 2.2.2 壁面粗糙高度设计及控制 |
| 2.2.3 坡度设计及控制 |
| 2.2.4 流量控制及设计 |
| 2.2.5 入流方式设计及控制 |
| 2.3 液位测量 |
| 2.4 预实验流程 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 有沿程入流沟渠的水流流动分析 |
| 3.1 实验粗糙度计算值分析 |
| 3.2 水面曲线分析 |
| 3.3 液位理论计算值分析 |
| 3.4 有沿程入流沟渠的水面曲线微分方程推导 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 有沿程入流沟渠影响因素分析 |
| 4.1 粗糙高度对沟渠水力特性影响分析 |
| 4.1.1 不同粗糙高度下的流速变化 |
| 4.1.2 粗糙高度对沟渠水深变化分析 |
| 4.1.3 粗糙度对总水头趋势的影响 |
| 4.1.4 粗糙高度影响计算 |
| 4.2 坡度对沟渠水力特性影响分析 |
| 4.2.1 坡度对沟渠水深变化率分析 |
| 4.2.2 坡度对总水头的影响 |
| 4.2.3 流量-坡度公式推导 |
| 4.3 渠道底宽对沟渠水力特性影响分析 |
| 4.3.1 渠道底宽对水深变化影响 |
| 4.3.2 渠道底宽对总水头影响 |
| 4.4 入流方式对沟渠水力特性影响分析 |
| 4.4.1 入流方式对沟渠水深变化影响 |
| 4.4.2 入流方式对速度影响分析 |
| 4.5 流量-水深计算公式推导 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 有沿程入流沟渠的CFD数值模拟研究 |
| 5.1 有沿程入流沟渠模型构建 |
| 5.1.1 CFD模型介绍 |
| 5.1.2 模型选择及求解器设置 |
| 5.1.3 模型变量设计 |
| 5.2 模拟过程设置 |
| 5.3 模拟结果及分析 |
| 5.3.1 沟渠出口流态分析 |
| 5.3.2 不同壁面粗糙度的水面曲线分析 |
| 5.3.3 不同流量的水面曲线分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 结论 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 项目资助 |
（4）外洪入渠对渠道过流能力的影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 交汇水流研究 |
| 1.2.2 渠道防洪研究 |
| 1.2.3 交汇口泥沙淤积研究 |
| 1.2.4 外洪入渠动态研究 |
| 1.3 研究内容与技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 1.4 小结 |
| 第2章 模型制作及测量设备 |
| 2.1 模型设计 |
| 2.1.1 几何设计 |
| 2.1.2 水流运动相似 |
| 2.1.3 悬移质泥沙运动相似 |
| 2.2 模型制作 |
| 2.2.1 底坡坡降选取 |
| 2.2.2 流量测量 |
| 2.2.3 模型布置 |
| 2.3 模型测量系统 |
| 2.4 测点布置 |
| 2.5 试验工况安排 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 不同流量对外洪入渠的影响 |
| 3.1 确定影响因子-流量 |
| 3.2 渠道水位特征分析 |
| 3.2.1 同干流变外洪 |
| 3.2.2 同外洪变干流 |
| 3.3 交汇水体流场分析 |
| 3.3.1 内部流场特性分析 |
| 3.3.2 表面流场特性分析 |
| 3.3.3 脉动特性分析 |
| 3.4 渠道淤积分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 入流角对外洪入渠的影响 |
| 4.1 确定影响因子-入流角 |
| 4.2 流场对比分析 |
| 4.2.1 内部流场特性分析 |
| 4.2.2 表面流场特性分析 |
| 4.2.3 脉动特性分析 |
| 4.3 水位分析与泥沙淤积 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（5）堆积体河道水力特性数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 丁坝数值模拟研究 |
| 1.2.2 卡门涡街与圆柱绕流 |
| 1.2.3 绕流结构体水槽试验研究 |
| 1.2.4 粗糙度与糙率的研究 |
| 1.3 论文主要工作 |
| 1.3.1 论文研究的主要内容 |
| 1.3.2 论文采用的研究路线和方法 |
| 2 数值模拟模型验证分析 |
| 2.1 试验简介 |
| 2.2 基本控制方程 |
| 2.3 VOF模拟方法 |
| 2.4 模型验证及分析 |
| 2.4.1 水深验证 |
| 2.4.2 流速验证 |
| 2.5 模拟条件 |
| 3 堆积体河道水流时均场研究 |
| 3.1 水深分析 |
| 3.1.1 水面线 |
| 3.1.2 水面纵比降 |
| 3.1.3 水面横比降 |
| 3.2 纵向流速分析 |
| 3.3 水流偏转分析 |
| 3.4 断面比能沿程分布 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 不同因素影响下的紊动特性变化 |
| 4.1 流量试验组的紊动特性分析 |
| 4.2 进占宽试验组的紊动特性分析 |
| 4.3 底坡试验组的紊动特性分析 |
| 4.4 粗糙度试验组的紊动特性分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 堆积体下游回流区分析 |
| 5.1 回流范围 |
| 5.2 环流相对强度 |
| 5.3 回流区涡体演变分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读硕士学位期间发表论文及科研成果 |
| 致谢 |
（6）调水工程安全运行若干关键问题研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 安全监测布设现状 |
| 1.2.2 边坡安全监控研究进展 |
| 1.2.3 桩基检测技术研究进展 |
| 1.3 目前存在问题 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 1.5 总体技术路线 |
| 第2章 安全监控与数值仿真相关理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 调水工程安全监控相关理论 |
| 2.2.1 水工建筑物安全监控理论的发展 |
| 2.2.2 监控指标拟定原则 |
| 2.2.3 监控指标分级标准 |
| 2.2.4 监控指标分析方法 |
| 2.2.5 监控指标阈值确定方法 |
| 2.3 边坡稳定性分析方法 |
| 2.3.1 理论基础 |
| 2.3.2 传统极限分析法 |
| 2.3.3 数值极限分析法 |
| 2.4 远场涡流检测技术 |
| 2.4.1 基本原理 |
| 2.4.2 理论指导 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于统计回归模型的渠道安全监控—以深挖方渠道边坡变形监控为例 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 渠道失事案例分析 |
| 3.2.1 失事案例 |
| 3.2.2 破坏模式及原因分析 |
| 3.3 某渠段工程概况 |
| 3.3.1 基本信息 |
| 3.3.2 现场调研 |
| 3.3.3 断面构造 |
| 3.3.4 监测设施 |
| 3.4 监控指标拟定和分级标准确定 |
| 3.4.1 渠道监测物理量分析 |
| 3.4.2 监控指标的拟定 |
| 3.4.3 监控指标的分级 |
| 3.5 渠坡变形统计模型构建 |
| 3.5.1 渠坡变形影响因素 |
| 3.5.2 选定影响因子 |
| 3.5.3 建立统计模型 |
| 3.5.4 模型回归分析 |
| 3.6 监控指标阈值确定 |
| 3.6.1 阈值确定3S原理 |
| 3.6.2 三级预警阈值确定 |
| 3.6.3 一级报警阈值确定 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 基于原型监测与数值分析的渠道安全评估 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 渠道边坡渗流场反演分析 |
| 4.2.1 渗流有限元模型 |
| 4.2.2 基于高地下水位假定的反演分析 |
| 4.2.3 基于低地下水位假定的反演分析 |
| 4.2.4 两种假定计算结果对比分析 |
| 4.3 渠道边坡的稳定分析 |
| 4.3.1 稳定分析有限元模型 |
| 4.3.2 计算结果分析 |
| 4.4 渠道边坡安全评价 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于涡流仿真技术的桩基检测—以渡槽桩基钢筋检测为例 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 渡槽桩基失事案例分析 |
| 5.2.1 渡槽桩基破坏案例 |
| 5.2.2 渡槽桩基破坏模式及原因分析 |
| 5.3 管桩有限元模型 |
| 5.3.1 模型简介 |
| 5.3.2 模型计算参数 |
| 5.4 不同计算工况及结果分析 |
| 5.4.1 管内激励源,对比纵筋箍筋断裂 |
| 5.4.2 管内激励源,对比不同环向角度取值 |
| 5.4.3 管外激励源,对比纵筋箍筋断裂 |
| 5.4.4 管外激励源,对比不同环向角度断纵筋 |
| 5.4.5 管外激励源,对比断不同根数纵筋 |
| 5.4.6 小结 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 研究成果及结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
（7）摆杆材质、直径对摆杆式测流装置精度的影响分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 明渠测流方法的研究进展 |
| 1.2.2 数值模拟方法的研究进展 |
| 1.2.3 明渠测流未来的发展趋势 |
| 1.3 课题的研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 课题的研究内容 |
| 1.3.2 课题研究的技术路线图 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 摆杆式明渠测流装置 |
| 2.1 摆杆式明渠测流装置的机械结构介绍 |
| 2.2 摆杆式明渠测流装置的工作原理 |
| 2.3 基于π定理的量纲分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 摆杆式明渠测流装置实验概况及方案 |
| 3.1 实验概况 |
| 3.2 实验总体方案 |
| 3.3 矩形渠道过水断面水力要素的计算 |
| 3.4 本章小节 |
| 第四章 摆杆式测流装置测流性能实验研究 |
| 4.1 摆杆摆动角度与流量的关系 |
| 4.2 本章小结 |
| 第五章 摆杆式明渠测流装置测流特性的数值模拟研究 |
| 5.1 测流特性数值模拟 |
| 5.1.1 控制方程 |
| 5.1.2 几何建模 |
| 5.1.3 网格划分 |
| 5.1.4 边界条件 |
| 5.1.5 求解方法 |
| 5.1.6 动网格设置 |
| 5.2 数值模拟结果分析 |
| 5.2.1 水面线分析 |
| 5.2.2 压力分布分析 |
| 5.2.3 数值模拟结果分析 |
| 5.3 本章小节 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（8）小型渠道量水平板测流机理及影响因素研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 灌区常用量水设施 |
| 1.2.2 平板绕流研究现状 |
| 1.2.3 闸孔出流流量计算模型研究现状 |
| 1.2.4 量水平板研究现状 |
| 1.2.5 存在问题 |
| 1.3 研究内容 |
| 1.4 技术路线 |
| 第二章 量水平板流量计算模型及试验设计 |
| 2.1 量水平板体型设计 |
| 2.2 量水平板流量计算模型分析 |
| 2.2.1 基于力矩平衡与动量方程的流量计算模型 |
| 2.2.2 基于闸孔出流理论的流量计算模型 |
| 2.3 量水平板装置水力性能试验设计 |
| 2.3.1 试验系统布置 |
| 2.3.2 试验方法及步骤 |
| 2.4 量水平板装置水力性能数值模拟 |
| 2.4.1 模型建立 |
| 2.4.2 数学模型 |
| 2.4.3 网格划分及边界条件 |
| 第三章 U形渠道量水平板水力性能研究 |
| 3.1 U形渠道量水平板水力性能试验 |
| 3.1.1 水面线 |
| 3.1.2 流态转变 |
| 3.1.3 水头损失 |
| 3.2 U形渠道量水平板水力性能数值模拟 |
| 3.2.1 数值模拟的可靠性验证 |
| 3.2.2 U形量水平板测流数值模拟结果分析 |
| 3.3 小结 |
| 第四章 矩形渠道量水平板水力性能研究 |
| 4.1 矩形渠道量水平板水力性能试验 |
| 4.1.1 水面线及沿程傅汝德数 |
| 4.1.2 水头损失 |
| 4.2 矩形量水平板测流数值模拟 |
| 4.2.1 傅汝德数变化规律 |
| 4.2.2 断面时均流速变化 |
| 4.2.3 紊动能分布 |
| 4.3 小结 |
| 第五章 量水平板流量模型验证 |
| 5.1 流量-量水平板偏转角关系 |
| 5.2 流量模型验证及其精度 |
| 5.2.1 基于力矩平衡与动量方程的流量计算模型验证 |
| 5.2.2 基于闸孔出流理论的流量计算模型验证 |
| 5.3 模型选择及板型优选 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简介 |
（9）旬阳水电站导流明渠进口布置型式水力特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 模型试验研究 |
| 1.2.2 数值模拟研究 |
| 1.3 研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 第二章 模型试验研究 |
| 2.1 工程概况 |
| 2.1.1 工程简介 |
| 2.1.2 地形地质条件 |
| 2.2 施工导流与枢纽建筑物 |
| 2.2.1 导流方式 |
| 2.2.2 导流标准和程序 |
| 2.2.3 导流建筑物布置 |
| 2.3 模型设计、制作及试验量测 |
| 2.3.1 模型设计 |
| 2.3.2 模型制作 |
| 2.4 导流明渠原设计体型测试与分析 |
| 2.4.1 导流明渠过流能力测试 |
| 2.4.2 水流流态 |
| 2.4.3 水面线 |
| 2.4.4 流速分布 |
| 2.4.5 河道冲淤 |
| 2.5 导流明渠体型修改试验 |
| 2.5.1 修改试验 |
| 2.5.2 修改试验结果分析 |
| 2.6 导流明渠推荐体型试验测试 |
| 2.6.1 水流流态 |
| 2.6.2 水面线 |
| 2.6.3 流速分布 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 导流明渠数值模拟 |
| 3.1 研究方法简介 |
| 3.1.1 控制方程 |
| 3.1.2 湍流模型 |
| 3.1.3 VOF法 |
| 3.1.4 模型建立与网格划分 |
| 3.1.5 边界条件 |
| 3.2 原设计体型计算 |
| 3.2.1 对比验证 |
| 3.2.2 计算结果分析 |
| 3.3 推荐体型计算及深入分析 |
| 3.3.1 流态分析 |
| 3.3.2 流速分布计算结果 |
| 3.3.3 流量计算深入分析 |
| 3.3.4 冲刷对比分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 结论与展望 |
| 4.1 结论 |
| 4.2 展望及建议 |
| 参考文献 |
| 附录 A 施工导流程序及主要水力学计算成果 |
| 附录 B 导流建筑物布置图 |
| 附录 C 模型布置图 |
| 附录 D 原设计体型各工况流速分布图 |
| 附录 E 推荐体型各工况流速分布图 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（10）平板闸门测流及流场研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 明渠流动国内外研究现状 |
| 1.2.2 气液两相流国内外研究现状 |
| 1.2.3 闸孔出流流量国内外研究现状 |
| 1.2.4 管道流场特性国内外研究现状 |
| 1.3 本文的主要研究工作 |
| 1.4 本章小结 |
| 第2章 平板闸门测流的理论基础及试验分析 |
| 2.1 平板闸门测流原理 |
| 2.2 现场试验研究 |
| 2.2.1 自由出流试验 |
| 2.2.2 自由出流试验过程及数据分析 |
| 2.2.3 淹没出流试验 |
| 2.2.4 淹没出流试验过程及数据分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 数值模拟理论基础 |
| 3.1 流体动力学控制方程 |
| 3.2 湍流时均控制方程 |
| 3.3 湍流模型的介绍 |
| 3.3.1 标准k-ε湍流模型 |
| 3.3.2 RNGk-ε湍流模型 |
| 3.3.3 Realizable k-ε湍流模型 |
| 3.4 自由液面的处理方法 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 明渠平板闸门测流流场数值模拟与结果分析 |
| 4.1 几何模型的建立 |
| 4.1.1 明渠自由出流工况下的几何模型建立 |
| 4.1.2 明渠淹没出流工况下的几何模型建立 |
| 4.2 计算域的网格划分 |
| 4.3 数值方法 |
| 4.3.1 气液两相流模型的选择 |
| 4.3.2 湍流模型的选择 |
| 4.3.3 流场数值计算方法 |
| 4.3.4 边界条件类型设置 |
| 4.3.5 边界条件初始值设置 |
| 4.3.6 离散格式设置 |
| 4.3.7 数值模拟工况设计 |
| 4.4 自由出流数值模拟结果及分析 |
| 4.4.1 过闸流量计算验证 |
| 4.4.2 计算域水面形态 |
| 4.4.3 水面线分布 |
| 4.4.4 流场速度流线分布 |
| 4.4.5 压力分布 |
| 4.4.6 矩形断面的速度分布 |
| 4.5 淹没出流数值模拟结果及分析 |
| 4.5.1 过闸流量计算验证 |
| 4.5.2 计算域水面形态 |
| 4.5.3 计算域水面线分布 |
| 4.5.4 流场速度流线分布 |
| 4.5.5 压力分布 |
| 4.5.6 梯形过流断面的速度分布 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 一体化板闸流量计测流流场研究 |
| 5.1 流量桶内超声波流量计测流 |
| 5.1.1 时差法超声波测速原理 |
| 5.1.2 流量计算 |
| 5.2 流量桶关键问题处理 |
| 5.2.1 计算流体域与流量桶尺寸 |
| 5.2.2 闸门开度条件 |
| 5.2.3 进口作用水头条件 |
| 5.2.4 网格划分 |
| 5.3 流场特性 |
| 5.3.1 流量桶内的低速区 |
| 5.3.2 纵向时均流速 |
| 5.3.3 纵向时均流速等值线 |
| 5.3.4 压强分布 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 一、结论 |
| 二、展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
四、怎样按流量大小计算渠道断面尺寸（论文参考文献）
- [1]琴键堰泄流水力特性与体型参数研究[D]. 李珊珊. 西安理工大学, 2021(01)
- [2]基于OpenFOAM对挑流水气两相流模型试验水动力特性的数值研究[D]. 黄旭中. 太原理工大学, 2021(01)
- [3]有沿程入流沟渠的水力特性研究[D]. 夏艳辉. 北京建筑大学, 2021(01)
- [4]外洪入渠对渠道过流能力的影响研究[D]. 聂会冲. 河北工程大学, 2020(04)
- [5]堆积体河道水力特性数值模拟研究[D]. 朱阳. 西华大学, 2020(01)
- [6]调水工程安全运行若干关键问题研究[D]. 杨天凯. 中国水利水电科学研究院, 2020
- [7]摆杆材质、直径对摆杆式测流装置精度的影响分析[D]. 刘小靖. 太原理工大学, 2020(07)
- [8]小型渠道量水平板测流机理及影响因素研究[D]. 张维乐. 西北农林科技大学, 2020
- [9]旬阳水电站导流明渠进口布置型式水力特性研究[D]. 杨彦. 西北农林科技大学, 2020(02)
- [10]平板闸门测流及流场研究[D]. 赵强. 兰州理工大学, 2020(12)