河道一维非恒定流微分结构摩阻公式及其试验论证

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河道一维非恒定流微分结构摩阻公式及其试验论证

周俊伟, 包为民, 孙逸群, 张乾

文章导航 > 水科学进展 > 2017 > 28(4): 571-578

周俊伟, 包为民, 孙逸群, 张乾. 河道一维非恒定流微分结构摩阻公式及其试验论证[J]. 水科学进展, 2017, 28(4): 571-578. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.04.011

引用本文:

周俊伟, 包为民, 孙逸群, 张乾. 河道一维非恒定流微分结构摩阻公式及其试验论证[J]. 水科学进展, 2017, 28(4): 571-578. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.04.011

ZHOU Junwei, BAO Weimin, SUN Yiqun, ZHANG Qian. Analysis of 1-D unsteady flow friction in open channel flows and experimental demonstration[J]. Advances in Water Science, 2017, 28(4): 571-578. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.04.011

Citation:

ZHOU Junwei, BAO Weimin, SUN Yiqun, ZHANG Qian. Analysis of 1-D unsteady flow friction in open channel flows and experimental demonstration[J]. Advances in Water Science, 2017, 28(4): 571-578. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.04.011

河道一维非恒定流微分结构摩阻公式及其试验论证

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.04.011

1.
河海大学水文水资源学院, 江苏南京 210098;
2.
中水北方勘测设计研究有限责任公司, 天津 330022

基金项目: 国家自然科学基金资助项目（51279057）；国家重点研发计划资助项目（2016YFC0402703）

作者简介:
周俊伟(1993-),男,浙江湖州人,博士,主要从事水文水资源方面研究。E-mail:313418410@qq.com

中图分类号: TV133

Analysis of 1-D unsteady flow friction in open channel flows and experimental demonstration

1.
College of Hgdrology and Water Resources Hohai University, Nanjing 210098, China;
2.
China Water Resource Beifang Investigation, Design & Research Co., Tianjin 330022, China

Funds: The study is financially supported by the National Natural Science Foundation of China (No.51279057) and the National Key R&D Program of China (No.2016YFC0402703).

摘要: 传统的恒定流经验摩阻公式作为对恒定流状态下摩阻的总结，建立在摩阻、流速、水深存在单一关系的基础之上。而非恒定流条件下，水文要素的涨落存在先后顺序，各水文要素之间不再是单一关系。为提高一维非恒定流摩阻的模拟精度，考虑水文要素的时空变化对摩阻的影响，运用量纲分析整理出以微分结构表达的摩阻改进公式。并设计实验模拟单峰水流过程，验证公式改进的有效性。结果表明，相对于谢才公式，改进公式提高了对一维非恒定摩阻的模拟精度，有一定的实用价值。
- 一维 /
- 非恒定流 /
- 摩阻损失 /
- 微分公式 /
- 模拟实验
Abstract: The experimental formulas for the frictional resistance in open channel 1-D steady flow are based on one-to-one relationships among the hydraulic parameters. These formulas of frictional losses in steady flow cannot simulate the frictional losses in unsteady flow accurately because the hydraulic parameters reach their peaks at different times and their relationships among themselves are more complex. Therefore, using dimensional analysis, an improved differential structure formula has been developed. The experiment done in this study shows that the improved formula which takes the temporal and spatial variations of hydraulic parameters into account has higher accuracy than that of Chezy formula, and be of practical value.
- one dimensional /
- unsteady flow /
- friction resistance /
- differential structure /
- hydraulic experiment

[1]	吴家阳, 李安强, 程永光. 一维-三维耦合的明渠瞬变流模拟方法与应用 . 水科学进展, 2022, 33(6): 989-999. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2022.06.013
[2]	王乐, AlanJ S Cuthbertson, 张尚弘, 王永强. 非恒定流驱动下床面形态变化特征 . 水科学进展, 2021, 32(5): 751-758. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2021.05.010
[3]	曹斌, 邹燚, 夏建新. 不同粒度颗粒在非恒定管流中跟随性试验 . 水科学进展, 2017, 28(3): 356-363. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.03.005
[4]	赖锡军. 水动力学模型与集合卡尔曼滤波耦合的实时校正多变量分析方法 . 水科学进展, 2009, 20(2): 241-248.
[5]	俞云利, 赖锡军. 二维平面非恒定流数学模型的遥感水位数据同化 . 水科学进展, 2008, 19(2): 224-231.
[6]	方神光, 李玉荣, 吴保生. 大型输水渠道闸前常水位的研究 . 水科学进展, 2008, 19(1): 68-71.
[7]	赖锡军, 傅国圣, 孙波. 非恒定水流计算的最优控制问题及其变分求解 . 水科学进展, 2008, 19(4): 537-545.
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[9]	陈静, 黄冠华, 黄权中. 一维均质与非均质土柱中溶质迁移的分数微分对流-弥散模拟 . 水科学进展, 2006, 17(3): 299-304.
[10]	范杰, 王长德, 管光华, 崔巍. 渠道非恒定流水力学响应研究 . 水科学进展, 2006, 17(1): 55-60.
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[12]	钟德钰, 彭杨, 张红武. 多沙河流的非恒定一维水沙数学模型及其应用 . 水科学进展, 2004, 15(6): 706-710.
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[15]	魏根群, 陈璧宏, 宿晓辉. 反调节水库非恒定流数值模拟 . 水科学进展, 2001, 12(4): 491-498.
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[19]	吴玉柏, 黄俊友, 孙文高, 朱成仁, 储呈兰. 海涂垦区骨干除涝排水系统的优化设计 . 水科学进展, 1992, 3(4): 295-303.
[20]	胡四一, 谭维炎. 一维不恒定明流计算的三种高性能差分格式 . 水科学进展, 1991, 2(1): 11-21.

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河道一维非恒定流微分结构摩阻公式及其试验论证

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.04.011

1. 河海大学水文水资源学院, 江苏南京 210098;

2. 中水北方勘测设计研究有限责任公司, 天津 330022

基金项目: 国家自然科学基金资助项目（51279057）；国家重点研发计划资助项目（2016YFC0402703）

作者简介:
周俊伟(1993-),男,浙江湖州人,博士,主要从事水文水资源方面研究。E-mail:313418410@qq.com

收稿日期: 2016-10-31
刊出日期: 2017-07-25

中图分类号: TV133

关键词:

摘要: 传统的恒定流经验摩阻公式作为对恒定流状态下摩阻的总结，建立在摩阻、流速、水深存在单一关系的基础之上。而非恒定流条件下，水文要素的涨落存在先后顺序，各水文要素之间不再是单一关系。为提高一维非恒定流摩阻的模拟精度，考虑水文要素的时空变化对摩阻的影响，运用量纲分析整理出以微分结构表达的摩阻改进公式。并设计实验模拟单峰水流过程，验证公式改进的有效性。结果表明，相对于谢才公式，改进公式提高了对一维非恒定摩阻的模拟精度，有一定的实用价值。

English Abstract

周俊伟, 包为民, 孙逸群, 张乾. 河道一维非恒定流微分结构摩阻公式及其试验论证[J]. 水科学进展, 2017, 28(4): 571-578. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.04.011

引用本文:

周俊伟, 包为民, 孙逸群, 张乾. 河道一维非恒定流微分结构摩阻公式及其试验论证[J]. 水科学进展, 2017, 28(4): 571-578. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.04.011

ZHOU Junwei, BAO Weimin, SUN Yiqun, ZHANG Qian. Analysis of 1-D unsteady flow friction in open channel flows and experimental demonstration[J]. Advances in Water Science, 2017, 28(4): 571-578. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.04.011

Citation:

ZHOU Junwei, BAO Weimin, SUN Yiqun, ZHANG Qian. Analysis of 1-D unsteady flow friction in open channel flows and experimental demonstration[J]. Advances in Water Science, 2017, 28(4): 571-578. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.04.011

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