明渠非恒定流傳播特性研究.pdf

1、非恒定流是自然界中流體運動最為普遍的形式，河道中的洪水推進、水庫泄流、船閘充排水以及潮波、海浪運動等等都是典型的非恒定流問題。非恒定流的運動要素隨時間而變化，其運動規(guī)律較恒定流復雜。受研究手段的限制，非恒定流研究進展緩慢，非恒定流運動的諸多特性還不明確。 當前，隨著水利開發(fā)建設步伐的加快，河道非恒定流問題日益突出。上游下泄的非恒定流到底對下游河道的通航條件、港口碼頭的安全運行以及航道的演變會產(chǎn)生什么影響，都還不得而知。因而，研究

2、明渠非恒定流的傳播規(guī)律及運動特性，不但對于水利學科的發(fā)展具有重要的理論意義，而且對城市防洪和航運等工程問題的解決也具有重要的實際意義。 由于非恒定流問題本身較為復雜，為了探索其運動規(guī)律，本文采用理論分析和水槽試驗相結合的方法，研究了光滑明渠內(nèi)正弦非恒定流的傳播特性。 利用一套高精度非恒定流試驗系統(tǒng)，由變頻器控制水泵轉速產(chǎn)生穩(wěn)定的連續(xù)非恒定流過程，通過電磁流量計監(jiān)測流量、超聲水位計采集水位，經(jīng)過檢驗，該系統(tǒng)精度較高。

3、 通過水槽內(nèi)的非恒定流試驗，系統(tǒng)研究了明渠非恒定流的傳播特性，得到了傳播速度C0、水深H、流量Q以及變形率tu/T的變化規(guī)律。 明渠非恒定流的傳播速度為非恒定流波峰時的流速和微波波速之和。 明渠非恒定流在傳播過程中，當時間周期T較大時，波峰水深趨近于HQmax（與非恒定流的最大流量相對應恒定流時的水深），波谷趨近于HQmin（與非恒定流的最小流量相對應恒定流時的水深）；在時間周期T較小時，波峰、波谷水深均趨近于恒定流時