[发明专利]一种输水工程倒虹吸进口明流垂向流速计算方法

摘要

本发明涉及一种输水工程倒虹吸进口明流垂向流速计算方法，所述的方法包括获取数据；无量纲化；摩阻流速u*参数取值计算；水体运动粘滞系数取值；倒虹吸进口上游不同位置处的流速计算。本发明以对数型流速分布公式为基础，通过增加指数项，提出了用于计算倒虹吸进口上游垂向流速分布的修正公式，经实验验证，所提出的修正公式在计算断面的垂向流速分布时的平均误差明显降低。该公式能够作为工程设计中用于计算各位置处的流速值的有力工具，为倒虹吸的工程设计和安全运行提供可靠依据。

主权项

一种输水工程倒虹吸进口明流垂向流速计算方法，所述的方法的步骤如下：获取数据的步骤：根据渠道倒虹吸的设计方案，获取倒虹吸进口上游的水深H，倒虹吸管进口顶部与水面之间的距离H2，水温，渠道水力坡降参数；无量纲化的步骤：将各流速计算点对应的位置和水力学参数无量纲化；摩阻流速u*参数取值计算的步骤：根据均匀明渠流的阻力平衡求摩阻流速u*：最大流速计算点在水面时为：，最大流速计算点在水面以下时为：，其中：R为水力半径，J为水力坡度，为流速分布中最大流速处对应的水深，g为重力加速度；水体运动粘滞系数取值的步骤：根据测量的水体温度取值不同的水体运动粘滞系数v；其特征在于，倒虹吸进口上游不同位置处的流速计算步骤：将上述水深H，倒虹吸管进口顶与水面之间的距离H2，水体运动粘滞系数v带入计算公式：，其中：u为计算点的流速，y为计算点到渠道底部距离，k为卡门常数，B为积分常数；系数a描述流速计算点在对称点y=0.82H2上下位置变化的影响，当计算点的水深y>0.82H2时，a=‑0.8，当计算点的水深y<0.82H2时，a=‑1.6，当计算点的水深y=0.82H2时，a可取任意值；系数b描述计算断面距离倒虹吸进口位置的影响，b=0.41H2/x，其中：x为计算点距倒虹吸进口的距离。