水力学第8章明渠非均匀流2015研究报告.ppt

(3).佛汝德数Fr (The Froude Number ) 流速与波速的比值称为佛汝德数 判别急流缓流的方法二 弗劳德（Froude)数判别法： 例8.1 已知某工程截流时合龙为矩形断面，宽B=80m，水深h=2.5m，通过流量为Q=1680m3/s.试判别龙口处流态，并计算流速和波速。 解： 判别急流缓流的方法三 断面单位能量判别法： 临界底坡 在断面形状、尺寸和糙率沿程不变的棱柱形明渠中，当流量一定时，渠中正常水深与明渠底坡的大小有关。 明渠均匀流的水力计算 谢才公式 水跃的水力计算 对矩形断面明渠 水跃的水力计算 水跃的水力计算 水跃的水力计算 解一元二次方程 明渠非均匀流的水力坡度J、水面线坡度Jp和底坡i三者不相等 明渠恒定非均匀流Steady Non-uniform Flow in Open Channels 棱柱体明渠水面曲线 微分方程 形状分析 水面曲线绘制 水面曲线计算 i0 正坡 平坡和负坡 水面线分析 规律1： 1,3升，2降 规律2： 接近NN线时， NN线为其渐进线 规律3： 接近CC线时， CC线为其垂直线 均匀流的水面线是直线 例题 例题 例题 例题 例题 例题 例题 例题 例题 临界水深-正常水深 解：解：第一段渠缓坡；第二段渠陡坡：第三段渠缓坡 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 2 计算公式 必须同时假设Δs和h2，用试算法求解。 8.8 天然河道水面曲线计算 The calculation of the Water Surface Profiles in River 八 、天然河道水面曲线计算 The calculation of the Water Surface Profiles in River 2、已知z2，代入公式求B，由曲线对应z1 ； 3、z1作为下一段的z2，代入公式求B，由曲线得对应的新的z1 依法逐段向上推算，可得河道各断面水位。 1 棱柱体渠道的水面曲线计算 分段求和法的计算步骤是： 1.判别水面曲线类型 2.水面曲线计算 (1).已知渠道末端水深h2，假设h1 (2) 计算V2,Es2；V1,Es1 (3) 计算平均水力坡度 (4)计算流段长度Δs (5)然后，从第一断面继续向上游计算，直到Δs之总和等于渠道总长为止。 (6)有了一系列的h值和Δs值，即可绘出水面曲线。 六、 棱柱体明渠水面曲线计算 The calculation of the Water Surface Profiles in Prismatic Open Channels 分段求和法的计算公式 式中： * * * * * 参阅前页和十二条水面曲线那一页 * * * * * * * * * * * 参阅前页和十二条水面曲线那一页 * * * * * 4、水面曲线的变化规律Characteristics of the Water Surface Profiles ( 1 ) ①升 ②降③升 （2）遇到N-N线，以N—N线为渐近线 遇到C-C线，与C—C线垂直（C1和C3除外） 无，以水平线为渐近线 （3）3型水面曲线上游总是由具体的边界条件确定 均匀流的水面线是直线 变化规律 5、绘制水面曲线的步骤 1、绘出C-C线和N-N线 2、确定控制水深 3、分析总趋势，根据规律，绘出水面曲线 4、标注水面曲线名称 6、 控制水深 （1）收缩断面的水深（闸坝下游） ( 2 ) 临界水深（明渠跌坎或底坡突变处） （3）正常水深 ( 4 ) 水库水面 7、绘制水面曲线 9、注意事项 (2)水面线只能以水跃或水跌的急变流形式越过C—C线 1、陡坡—缓坡 i1ic i2ic i1i2 i1ic i2ic i1i2 C C N N i1ic i2ic i1i2 C C N N i1ic i2ic i1i2 C C N N i1ic i2ic i1i2 C C N N i1ic i2ic i1i2 C C N N i1ic i2ic i1i2 C C N N i1ic i2ic i1i2 C C N N i1ic i3ic ici2i1 C C N N 对矩形断面渠道 临界水深与流量和断面的形状有关，与底坡，糙率无关 正常水深与流量和断面的形状，底坡，糙率有关 取下游水深为跃后水深，求跃前水深 发生远离式水跃 8.7 明渠水面曲线计算 分段求和法的计算公式： 水面曲线计算的主要内容是