U形渠道板柱结合型便携式量水槽水力性能研究
发布时间：2022-12-11 19:56
完善我国灌区量水设施,实现农业用水的精确计量,对推行我国农业水价综合改革、实施最严格的水资源管理制度,以及促进我国农业节水均具有重要意义。针对灌区小型渠道数目多,需测控的断面多,而宜采用的移动式量水设备仍不够完善的问题,结合U形渠道在灌区中应用广泛的特点,借鉴移动式薄板量水槽和圆柱量水槽的优点,设计了一种U形渠道板柱结合型便携式量水槽。在探讨量水槽测流机理的基础上,对板柱结合型便携式量水槽开展原型试验和数值模拟,分析5个不同渠道底坡坡度,7个过槽流量（流量范围为15—45L/s）和5种不同收缩比工况下的水力特征,并应用量纲分析法建立测流公式,结合数值模拟方法将板柱结合型便携式量水槽与以往的圆柱量水槽、带尾翼的圆柱形量水槽、椭圆形量水槽和桥墩形量水槽的水力性能进行了对比分析。取得的主要结论如下:（1）板柱结合型便携式量水槽测流精度高,满足灌区测流要求。试验过程中以量水槽圆柱体内水深代替驻点水深,提高了测量精度。试验结果表明量水槽具有较好的水位流量关系,在量纲分析原理的基础上,回归分析获得了适用于不同坡降、不同收缩比条件下的测流公式。影响量水槽过流条件的主要物理参数有...
【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 研究背景及意义
1.2 研究现状
1.2.1 灌区量水方法与设施
1.2.2 量水槽研究现状
1.2.3 移动式量水槽研究现状
1.2.4 CFD在灌区量水中的应用
1.2.5 存在的问题
1.3 研究内容与技术路线
1.3.1 研究内容
1.3.2 技术路线
第二章 U形渠道板柱结合型便携式量水槽试验方案与测流原理
2.1 试验介绍
2.2 试验方案设计
2.2.1 量水槽结构设计
2.2.2 量水槽体型设计参数
2.2.3 测量方法与仪器设备
2.2.4 试验过程及步骤
2.3 测流原理
第三章 U形渠道板柱结合型便携式量水槽水力性能试验结果分析
3.1 水力性能试验结果分析
3.1.1 水面线
3.1.2 驻点处水深与柱内水深
3.1.3 驻点水深与流量关系
3.1.4 上游壅水高度
3.1.5 槽前弗汝徳数
3.1.6 临界淹没度
3.1.7 水头损失
3.2 流量公式与测流精度
3.3 小结
第四章 U形渠道板柱结合型便携式量水槽数值模拟研究
4.1 基于FLOW-3D的三维数值仿真
4.1.1 模型的建立
4.1.2 控制方程
4.1.3 计算域和网格的划分
4.1.4 边界条件的设定和自由表面的处理
4.1.5 数值求解方法
4.2 板柱结合型便携式量水槽数值模型的验证计算
4.2.1 流场与流态对比
4.2.2 水深对比
4.3 数值仿真结果分析
4.3.1 驻点水深
4.3.2 沿程流速分布
4.3.3 流线分布
4.3.4 弗汝徳数的变化规律
4.3.5 水头损失
4.4 小结
第五章 U形渠道板柱结合型便携式量水槽与其他便携式量水槽水力性能对比分析
5.1 与圆柱、圆柱带尾翼等试验结果对比
5.2 用数值模拟等进一步分析差异的原因
5.2.1 水面线
5.2.2 驻点断面弗汝徳数
5.2.3 上游壅水高度
5.2.4 水头损失
5.3 小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]农业水价综合改革稳步推进[J]. 党平,李进凯,陈金明. 水利发展研究. 2018(07)
[2]梯形喉口无喉道量水槽水力性能分析[J]. 冉聃颉,王文娥,胡笑涛,史利洁. 水科学进展. 2018(02)
[3]弧角梯形渠道无喉道量水槽水力特性研究[J]. 景志芳,马孝义,杨珮珮. 节水灌溉. 2017(07)
[4]U形渠道半圆柱形量水槽水力特性研究[J]. 王时龙,陈新明. 中国农村水利水电. 2017(02)
[5]U型渠道无喉道量水槽流动规律数值模拟[J]. 李佳佳. 水利科技与经济. 2016(08)
[6]U形渠道半圆柱形量水槽的数值模拟[J]. 蒋沛,陈新明. 灌溉排水学报. 2016(03)
[7]弧底梯形渠道无喉道量水槽水力特性的数值模拟[J]. 钟新铭,马孝义,王文娥,许坤鹏,樊琨. 西北农林科技大学学报(自然科学版). 2016(04)
[8]国务院办公厅关于推进农业水价综合改革的意见[J]. 中华人民共和国国务院公报. 2016(06)
[9]基于遥感的农业用水效率评价方法研究进展[J]. 尚松浩,蒋磊,杨雨亭. 农业机械学报. 2015(10)
[10]U形渠道圆头量水柱试验研究[J]. 刘嘉美,王文娥,胡笑涛. 中国农村水利水电. 2014(11)
硕士论文
[1]明渠便携式超声波测流技术的研究[D]. 郭蓉蓉.太原理工大学 2017
[2]U形渠道圆头量水柱水力性能及标准化研究[D]. 刘英.西北农林科技大学 2015
[3]灌区量水设备的选择及应用[D]. 王珺翼.扬州大学 2015
[4]超声和激光结合的实时在线测流技术研究[D]. 韩俊马.南京理工大学 2015
[5]小型渠道圆头量水柱水力特性研究[D]. 刘嘉美.西北农林科技大学 2014
[6]超声波流量计在大型灌区测水量水中与流速仪的比较应用研究[D]. 杨红玲.山东农业大学 2008
本文编号：3719402
【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 研究背景及意义
1.2 研究现状
1.2.1 灌区量水方法与设施
1.2.2 量水槽研究现状
1.2.3 移动式量水槽研究现状
1.2.4 CFD在灌区量水中的应用
1.2.5 存在的问题
1.3 研究内容与技术路线
1.3.1 研究内容
1.3.2 技术路线
第二章 U形渠道板柱结合型便携式量水槽试验方案与测流原理
2.1 试验介绍
2.2 试验方案设计
2.2.1 量水槽结构设计
2.2.2 量水槽体型设计参数
2.2.3 测量方法与仪器设备
2.2.4 试验过程及步骤
2.3 测流原理
第三章 U形渠道板柱结合型便携式量水槽水力性能试验结果分析
3.1 水力性能试验结果分析
3.1.1 水面线
3.1.2 驻点处水深与柱内水深
3.1.3 驻点水深与流量关系
3.1.4 上游壅水高度
3.1.5 槽前弗汝徳数
3.1.6 临界淹没度
3.1.7 水头损失
3.2 流量公式与测流精度
3.3 小结
第四章 U形渠道板柱结合型便携式量水槽数值模拟研究
4.1 基于FLOW-3D的三维数值仿真
4.1.1 模型的建立
4.1.2 控制方程
4.1.3 计算域和网格的划分
4.1.4 边界条件的设定和自由表面的处理
4.1.5 数值求解方法
4.2 板柱结合型便携式量水槽数值模型的验证计算
4.2.1 流场与流态对比
4.2.2 水深对比
4.3 数值仿真结果分析
4.3.1 驻点水深
4.3.2 沿程流速分布
4.3.3 流线分布
4.3.4 弗汝徳数的变化规律
4.3.5 水头损失
4.4 小结
第五章 U形渠道板柱结合型便携式量水槽与其他便携式量水槽水力性能对比分析
5.1 与圆柱、圆柱带尾翼等试验结果对比
5.2 用数值模拟等进一步分析差异的原因
5.2.1 水面线
5.2.2 驻点断面弗汝徳数
5.2.3 上游壅水高度
5.2.4 水头损失
5.3 小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]农业水价综合改革稳步推进[J]. 党平,李进凯,陈金明. 水利发展研究. 2018(07)
[2]梯形喉口无喉道量水槽水力性能分析[J]. 冉聃颉,王文娥,胡笑涛,史利洁. 水科学进展. 2018(02)
[3]弧角梯形渠道无喉道量水槽水力特性研究[J]. 景志芳,马孝义,杨珮珮. 节水灌溉. 2017(07)
[4]U形渠道半圆柱形量水槽水力特性研究[J]. 王时龙,陈新明. 中国农村水利水电. 2017(02)
[5]U型渠道无喉道量水槽流动规律数值模拟[J]. 李佳佳. 水利科技与经济. 2016(08)
[6]U形渠道半圆柱形量水槽的数值模拟[J]. 蒋沛,陈新明. 灌溉排水学报. 2016(03)
[7]弧底梯形渠道无喉道量水槽水力特性的数值模拟[J]. 钟新铭,马孝义,王文娥,许坤鹏,樊琨. 西北农林科技大学学报(自然科学版). 2016(04)
[8]国务院办公厅关于推进农业水价综合改革的意见[J]. 中华人民共和国国务院公报. 2016(06)
[9]基于遥感的农业用水效率评价方法研究进展[J]. 尚松浩,蒋磊,杨雨亭. 农业机械学报. 2015(10)
[10]U形渠道圆头量水柱试验研究[J]. 刘嘉美,王文娥,胡笑涛. 中国农村水利水电. 2014(11)
硕士论文
[1]明渠便携式超声波测流技术的研究[D]. 郭蓉蓉.太原理工大学 2017
[2]U形渠道圆头量水柱水力性能及标准化研究[D]. 刘英.西北农林科技大学 2015
[3]灌区量水设备的选择及应用[D]. 王珺翼.扬州大学 2015
[4]超声和激光结合的实时在线测流技术研究[D]. 韩俊马.南京理工大学 2015
[5]小型渠道圆头量水柱水力特性研究[D]. 刘嘉美.西北农林科技大学 2014
[6]超声波流量计在大型灌区测水量水中与流速仪的比较应用研究[D]. 杨红玲.山东农业大学 2008
本文编号：3719402
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