小型渠道量水平板测流机理及影响因素研究
发布时间：2022-02-17 08:56
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...
【文章来源】：西北农林科技大学陕西省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
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
【参考文献】：
期刊论文
[1]光滑矩形明渠二次流特性研究[J]. 景思雨,杨文俊,陈越. 水力发电学报. 2020(01)
[2]基于悬垂平板偏转角的明渠流量估算模型及验证[J]. 王文娥,张维乐,胡笑涛,谢祥薇,杜村,何君岩,徐茹. 农业工程学报. 2019(19)
[3]灌区水量计量的方法与应用[J]. 刘鸿涛,于明舟,龙昱帆,赵瑞娟,屈忠义. 东北水利水电. 2019(09)
[4]U形渠道量水平板水力性能试验研究[J]. 王文娥,张维乐,胡笑涛. 农业工程学报. 2019(13)
[5]U形渠道便携式板柱结合型量水槽水力性能研究[J]. 王玉宝,杨娟,李鑫,王文娥,何武全. 农业机械学报. 2019(06)
[6]有限流动水域浮体结构对水流结构的影响[J]. 崔贞,顾晓峰,傅宗甫,江文. 河海大学学报(自然科学版). 2019(02)
[7]基于FLOW-3D的U型渠道板式流量测量装置有限元分析[J]. 杨峥. 广东水利水电. 2018(12)
[8]浮体结构对下游水流结构影响[J]. 崔贞,傅宗甫,顾晓峰,王珊,倪英荐. 河海大学学报(自然科学版). 2018(05)
[9]矩形渠道分水口分流规律及影响因素[J]. 刘海强,王文娥,胡笑涛,薛城. 中国农业大学学报. 2018(09)
[10]基于流态辨识的弧形闸门过流计算[J]. 郭永鑫,汪易森,郭新蕾,胡玮,朱锐. 水利学报. 2018(08)
博士论文
[1]山西省标准化U型渠道流量量测装置测流性能及水力特性研究[D]. 王军.太原理工大学 2018
[2]有限长平板分离再附流动非定常特性的PIV实验研究[D]. 张青山.上海交通大学 2015
硕士论文
[1]摆杆参数对摆杆式明渠测流装置测流精度影响的仿真模拟[D]. 石先德.太原理工大学 2019
[2]小流量土渠简易长喉道量水槽水力性能研究[D]. 薛城.西北农林科技大学 2019
[3]矩形渠道分水口水力性能及影响因素研究[D]. 刘海强.西北农林科技大学 2019
[4]D50U型渠道板柱复合式流量量测装置测流性能及水力特性试验研究[D]. 郭志华.太原理工大学 2018
[5]江苏省洪金灌区分级量水方案和水费征收制度探讨[D]. 周璐.扬州大学 2018
[6]弧底梯形短喉道量水槽水力性能数值模拟[D]. 张敏.西北农林科技大学 2018
[7]节制闸过闸流量规律的研究与应用[D]. 李宛东.华北水利水电大学 2018
[8]明渠均匀流流速分布规律研究[D]. 巩伟军.西北农林科技大学 2016
[9]田间便携式短喉道量水槽水力性能研究[D]. 肖苡辀.西北农林科技大学 2016
[10]弧底梯形无喉道量水槽的数值模拟与体型优化研究[D]. 杨珮珮.西北农林科技大学 2016
本文编号：3629143
【文章来源】：西北农林科技大学陕西省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
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
【参考文献】：
期刊论文
[1]光滑矩形明渠二次流特性研究[J]. 景思雨,杨文俊,陈越. 水力发电学报. 2020(01)
[2]基于悬垂平板偏转角的明渠流量估算模型及验证[J]. 王文娥,张维乐,胡笑涛,谢祥薇,杜村,何君岩,徐茹. 农业工程学报. 2019(19)
[3]灌区水量计量的方法与应用[J]. 刘鸿涛,于明舟,龙昱帆,赵瑞娟,屈忠义. 东北水利水电. 2019(09)
[4]U形渠道量水平板水力性能试验研究[J]. 王文娥,张维乐,胡笑涛. 农业工程学报. 2019(13)
[5]U形渠道便携式板柱结合型量水槽水力性能研究[J]. 王玉宝,杨娟,李鑫,王文娥,何武全. 农业机械学报. 2019(06)
[6]有限流动水域浮体结构对水流结构的影响[J]. 崔贞,顾晓峰,傅宗甫,江文. 河海大学学报(自然科学版). 2019(02)
[7]基于FLOW-3D的U型渠道板式流量测量装置有限元分析[J]. 杨峥. 广东水利水电. 2018(12)
[8]浮体结构对下游水流结构影响[J]. 崔贞,傅宗甫,顾晓峰,王珊,倪英荐. 河海大学学报(自然科学版). 2018(05)
[9]矩形渠道分水口分流规律及影响因素[J]. 刘海强,王文娥,胡笑涛,薛城. 中国农业大学学报. 2018(09)
[10]基于流态辨识的弧形闸门过流计算[J]. 郭永鑫,汪易森,郭新蕾,胡玮,朱锐. 水利学报. 2018(08)
博士论文
[1]山西省标准化U型渠道流量量测装置测流性能及水力特性研究[D]. 王军.太原理工大学 2018
[2]有限长平板分离再附流动非定常特性的PIV实验研究[D]. 张青山.上海交通大学 2015
硕士论文
[1]摆杆参数对摆杆式明渠测流装置测流精度影响的仿真模拟[D]. 石先德.太原理工大学 2019
[2]小流量土渠简易长喉道量水槽水力性能研究[D]. 薛城.西北农林科技大学 2019
[3]矩形渠道分水口水力性能及影响因素研究[D]. 刘海强.西北农林科技大学 2019
[4]D50U型渠道板柱复合式流量量测装置测流性能及水力特性试验研究[D]. 郭志华.太原理工大学 2018
[5]江苏省洪金灌区分级量水方案和水费征收制度探讨[D]. 周璐.扬州大学 2018
[6]弧底梯形短喉道量水槽水力性能数值模拟[D]. 张敏.西北农林科技大学 2018
[7]节制闸过闸流量规律的研究与应用[D]. 李宛东.华北水利水电大学 2018
[8]明渠均匀流流速分布规律研究[D]. 巩伟军.西北农林科技大学 2016
[9]田间便携式短喉道量水槽水力性能研究[D]. 肖苡辀.西北农林科技大学 2016
[10]弧底梯形无喉道量水槽的数值模拟与体型优化研究[D]. 杨珮珮.西北农林科技大学 2016
本文编号：3629143
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/shuiwenshuili/3629143.html
