两种堰流计算公式下平底闸闸门净宽不同的原因分析

在计算平底闸闸门净宽时,当水闸过流为堰流时,一般采用堰流计算公式确定闸门净宽,同时现行规范亦规定当堰流处于高淹没度(h_s/H_0≥0.9)时,亦可采用高淹没度计算公式确定闸门净宽。理论上,当设计流量、闸上下水位、闸底板高程确定时,闸门的净宽也应是唯一定值,但在实际计算时,两者计算的水闸净宽相差较大,需明确造成两者计算结果不一致的原因。研究发现,两者计算结果不同主要由淹没系数σ值引起。因此在工程设计时,当水闸堰流处于高淹没度工况,采用常见堰流计算公式计算水闸净宽时,需修正堰流的淹没系数σ。     

水力翻板闸门流量系数的探讨

以沙溪电航枢纽工程为例,构建了室内物理模型,探讨了翻板闸门在水力自控、液控两种开启方 式下的过流特点,基于试验数据拟合出不同的流量系数计算公式并进行对比分析。结果表明,液控和水 力自控开启方式下堰孔泄流时,采用流量系数与相对开度的多项式函数关系式确定水力翻板闸门的流量 系数精度高,对于水力自控运行方式的堰流情况仍需采用传统经验公式进行计算。     

流线型宽顶堰的流量系数和淹没系数

研究流线型宽顶堰的流量系数和淹没系数的计算方法。根据边界层理论分析流线型宽顶堰的流量系数,根据A·P·别列津斯基对宽顶堰淹没系数的试验成果,研究淹没系数的计算公式。流线型宽顶堰的流量系数是边界层位移厚度、堰宽和堰上水头的函数,淹没系数是淹没度的函数。给出了流线型宽顶堰流量系数、边界层位移厚度和宽顶堰淹没系数的计算方法,通过与经验公式和查表法对比,验证了公式的正确性。     

五种过闸流量计算方法在槐店闸的适用性及改进的杜屿公式精度分析

根据淮河流域沙颍河上的槐店闸2003～2012年观测资料,采用传统水力学公式、亨利公式、杜屿公式、儒可夫斯基公式、考虑下沿形式等五种公式计算了该闸过闸流量,比较了各公式的适用性,发现杜屿公式适用性最好。为进一步提高杜屿公式的计算精度,调整了杜屿公式中流量系数μ0与闸门开度e/闸孔水头H之间的关系,采用最小二乘法原理,利用Matlab软件实现对μ0的三阶多项式拟合,从而获得了改进的杜屿公式。用改进后的杜屿公式重新计算过闸流量值,并与传统水力学公式、亨利公式、儒可夫斯基公式、考虑下沿形式公式进行比较,结果发现改进后的杜屿公式的相对误差均有所减少;与改进前的杜屿公式相比,改进后的杜屿公式相对误差、平均相对误差、变差系数有所减小。实践证明,改进后的杜屿公式精度有所提高,对槐店闸过闸流量调度有重要借鉴作用。     

GHAZI-BAROTHA工程首部节制闸水流特性试验研究

通过GHAZI-BAROTHA水电工程首部节制闸水工模型试验,获得了首部节制闸上游水位—流量—开度关系曲线,并确定了各工况下闸门开度、流量系数及淹没系数,为首部节制闸控制系统提供了闸门优化调度的科学依据.     

带连接管的阻抗调压室流量系数及水力损失特性研究

受调压室与底部主管道衔接方式的影响,水流进出带连接管的阻抗调压室时的流量系数与常规阻抗调压室差别明显。通过对比分析水流进出两种调压室时的局部水头损失系数,确定了带连接管的阻抗调压室的流量系数计算公式,并对水流进出调压室的流态进行了三维数值模拟,对比分析了数值模拟结果和公式计算结果。结果表明,水流进出带连接管的阻抗调压室时水力损失分别由断面突扩、突缩、局部侧收缩和扩大四种类型组成,且连接管内水流无侧向收缩,这使得水流进出此类调压室时流量系数较常规阻抗调压室更大,采用合理的三维流场模拟技术可以有效地确定带连接管的阻抗调压室的水力损失特性。     

某水电站导流明渠复杂进口条件下泄流能力分析

为探讨导流明渠复杂进口条件下的过流能力,对此进行了水力计算和模型试验研究,将明渠复杂进口简化为复式宽顶堰流和不规则河道水流,选择合适的水力参数,并分别采用无坎宽顶堰和宽顶堰流公式、能量方程逐段推求水面线的计算方法求解。对此模型试验结果与水力计算结果表明,计算结果整体可信,进口水流较浅时计算进口水位误差较大。研究成果可为导流明渠在复杂进口条件下的泄流能力分析提供参考。     

浑河闸流量测量自动化管理系统设计与实施

介绍了浑河闸流量测量自动化管理系统设计与实施方案。针对该工程河道宽阔、闸门数量多、流量测量困难、预算资金紧张的实际情况,采用闸门水位—开度—流量关系算法,选择典型测流断面,引入UF-911多声路超声波流量计进行参数率定,应用EC2000专业流量监测管理软件绘制闸门流量系数曲线,计算得到各个闸门的实时流量。该方案的设计与实施是对河道宽阔、闸门数量多的平原河道型控制工程的自动化流量监测进行的一次完整的尝试。     

平面弧形双开闸门流量系数影响因素分析

鉴于平面弧形双开闸门为一种具有弧形闸门和横拉门的新型闸门,其流量系数的研究尚处于起步阶段,采用物理模型方法分析了不同试验工况下平面弧形双开闸门流量系数影响因素。结果表明,当闸门开度不同时,相对淹没度与流量系数呈一定的曲线关系,且流量系数随相对淹没度的增加而降低;闸门入口处断面平均弗劳德数与流量系数呈线性关系,且此线性关系与闸门开度无关。     

反弧鼻坎起挑流量和终挑流量挑距拟合分析

小流量挑射情况下,起挑流量、终挑流量出坎水流的水舌均较分散,在空气阻力的影响下,出坎水流流速系数明显小于现行规范推荐的经验公式计算值。对此,在水工模型试验基础上,基于小流量水面线分析并应用规范推荐公式计算挑距。同时,应用数学回归法拟合高水头泄水建筑物起挑流量、终挑流量经验公式中的流速系数,进而计算挑距。结果表明,两种算法得到的小流量挑距计算值和实际工程吻合良好,均可直接用于挑流消能反弧鼻坎下游的防护设计。研究成果可为工程设计提供参考。     

平原感潮河网地区水闸泄流能力探讨

根据北濠闸2006年3~7月调水试验资料,分别利用现行水闸设计规范中的两种算法计算了北濠闸泄流能力,并与实测泄流量比较.结果表明,两种算法计算值都有一定程度的偏差,算法1计算值偏大,算法2计算值偏小,取两者平均值作为泄流量精度较高.建议在条件许可时应做水闸调水试验,并结合物理模型试验最终确定合适的水闸泄流能力.     

燕尾坎挑流消能噪声的影响因素分析

通过燕尾坎挑流消能的水工模型试验,测量了某重力坝泄洪过程中产生的噪声强度,分析了测点位置、流量、闸门开启方式与噪声强度的关系。基于相似原理,把噪声强度结果换算到原型,从频率和等效声级两方面分析了水流噪声对库区居民和动物的影响。结果表明,水流噪声主频位于低频段,噪声强度最大值出现在32、40Hz频率处。流量和闸门开启方式相同时,挑坎末端断面附近低频噪声强度最大,挑流水舌进入水垫塘区域的高频噪声强度最大。闸门开启方式不变,流量越大,各测点对应频率的噪声强度越大。流量不变,开启孔数越多,各测点的噪声强度越大。调整运行调度方式,可以在一定程度上降低噪声强度。该结果可为分析水利水电、防洪、景观工程水流噪声的特性和减缓水流噪声的不利影响提供技术支持。     

Wind-induced natural ventilation analysis

The paper presents and discusses internal pressure and discharge coefficients for a building with wind-driven cross-ventilation caused by sliding window openings on two adjacent walls. The study found that both coefficients vary considerably with the opening area (porosity of wall(s)) and the inlet to outlet ratio. Comparisons with previous work were also carried out. Experimental results verify the unsteady pressure and velocity field, particularly in the case of cross-ventilation with large opening areas. For such cases, a simulation sensitivity analysis of wind-induced building ventilation confirms that airflow rates vary considerably when different discharge coefficient values are used.     

基于BP神经网络的直角折线堰过流能力预测

为验证BP神经网络模型在预测直角折线堰过流能力方面的适用性,利用量化共轭梯度算法,选取114组水工试验数据为训练样本、21组水工试验数据为预测样本,将直角折线堰前堰长度(a)、侧堰长度(b)及堰顶水头(H)作为输入层神经元,流量Q作为输出层神经元,建立3-10-1的拓扑结构直角折线堰过流能力预测模型。结果表明,基于BP神经网络的模型预测值与试验值的最大误差仅为1.76%,相关系数达0.9997。基于验证后的预测模型,给出了直角折线堰的流量系数表,可为工程设计提供参考。     

宁夏汉延渠斗口闸孔出流的水力计算

分析了宁夏汉延渠斗口闸孔出流存在的主要问题。通过试验提出了闸后暗涵自由出流、淹没出流以及有压管流流态的判别方法,提出了相应的水力计算公式,可供工程采用。     

基于Matlab曲线型实用堰流量系数的拟合获取

针对传统上获取曲线型实用堰流量系数μ的方法精度不高的问题,基于最小二乘法原理,利用Matlab对实用堰流量系数μ的计算数表进行多项式拟合,获得了μ的多阶拟合曲线。结果表明,所得结果拟合精度较高,其中三阶多项式拟合效果较好,为水力学计算参数的获取提供了一种新途径。     

Study for the Gas Flow through a Critical Nozzle

In the present study, computational work using the axisymmetric, compressible, Navier-Stokes equations is carried out to predict the discharge coefficient and critical pressure ratio of gas flow through a critical nozzle. The Reynolds number effects are investigated with several nozzles with different throat diameter. Diffuser angle is varied to investigate the effects on the discharge coefficient and critical pressure ratio. The computational results are compared with the previous experimental ones. It is known that the discharge coefficient and critical pressure ratio are given by functions of the Reynolds number and boundary layer integral properties. It is also found that diffuser angle affects the critical pressure ratio.