輸水洞明滿過渡流研究.pdf

1、在實(shí)際工程中存在不同應(yīng)用的明滿過渡流水力現(xiàn)象，因此對(duì)于明滿過渡流的研究很有現(xiàn)實(shí)意義。本文首先歸納總結(jié)了國(guó)內(nèi)外關(guān)于輸水洞明滿過渡流的水力現(xiàn)象的研究進(jìn)展，并對(duì)到目前為止的國(guó)內(nèi)外有關(guān)明滿過渡流的研究成果及計(jì)算方法進(jìn)行了整理。在此基礎(chǔ)上，提出了本文的研究?jī)?nèi)容。針對(duì)一維非恒定流問題，詳細(xì)的介紹了明渠流和有壓流的一維非恒定流理論，主要對(duì)于圣?維南方程進(jìn)行了較為完整的推導(dǎo)，其中，在推導(dǎo)有壓管道一維非恒定流的基本理論前，關(guān)于水擊波傳播速度的常用計(jì)算公式

2、也進(jìn)行了簡(jiǎn)單的推求。這為接下來的明滿過渡流的數(shù)值模擬奠定了理論基礎(chǔ)。
　　接下來引入了明滿過渡流的研究中常用的Preissmann窄縫法思想，并詳細(xì)介紹了其原理。在此基礎(chǔ)上，引進(jìn)應(yīng)用較普遍的Preissmann四點(diǎn)時(shí)空偏心格式，對(duì)其計(jì)算格式、邊界條件和初始條件進(jìn)行了較為全面的推導(dǎo)，并將其運(yùn)用到上下游邊界條件變化劇烈的算例中，在對(duì)數(shù)值計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了分析之后，得出Preissmann四點(diǎn)隱格式法對(duì)于上下游邊界條件變化劇烈的情形計(jì)算不穩(wěn)

3、定的結(jié)論。然后，為了研究明滿流交替出現(xiàn)的水力現(xiàn)象，本文對(duì)樊紅剛等提出的以流量Q和水深h為流動(dòng)變量表示的特征隱式差分格式方法進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹，該方法運(yùn)用特征思想，采用迎風(fēng)差分格式，并將其應(yīng)用到同一算例中進(jìn)行結(jié)果分析，得出該方法能夠穩(wěn)定計(jì)算至恒定流情形，但模擬結(jié)果出現(xiàn)失真的結(jié)論。針對(duì)這種問題，本文嘗試提出了以水深h和流速v為流動(dòng)變量表示的特征隱格式法，運(yùn)用特征思想，采用迎風(fēng)差分格式，對(duì)常見的上下游邊界條件及初始條件進(jìn)行了介紹。然后對(duì)同一算例