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基于非恒定水流模拟的灌区明渠水力响应特征分析 被引量:14
1
作者 李抗彬 沈冰 +1 位作者 李智录 郝改瑞 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期107-114,共8页
为了服务于石头河灌区信息化建设,该文以石头河灌区东干渠渠首约10 km渠道为研究对象,采用渠道非恒定流模拟方法以及闸门自动控制理论模拟分析不同边界条件下灌区渠道断面的水流和闸门开度变化特点,通过模拟分析获得研究渠段在不同水流... 为了服务于石头河灌区信息化建设,该文以石头河灌区东干渠渠首约10 km渠道为研究对象,采用渠道非恒定流模拟方法以及闸门自动控制理论模拟分析不同边界条件下灌区渠道断面的水流和闸门开度变化特点,通过模拟分析获得研究渠段在不同水流控制情况下断面上水力响应变化特征规律:相同渠首流量变化条件下,距渠首距离越远断面水力响应持续时间越长;渠首流量变化率越大,相同断面上水力响应持续时间越短;当取水口取相同流量时,渠首稳定流量大小与取水口取水对干渠上游渠道断面水流的影响距离呈线性关系;渠首流量稳定在相同流量时,取水口取水流量大小与对干渠上游渠道断面水流的影响距离呈指数关系;在进行渠道流量控制时,取水初期取水口闸门调节比较频繁。由于渠道水流之间的相互影响,多个取水口同时进行取水,渠道任意取水口闸门开度变化,都可能引起其他闸门开度的调整。同时通过与实测资料进行对比验证,所获得的渠道断面水流响应特征规律与实际基本相符,模拟渠道水深值与实测水深值误差在±10 cm之间。该研究可为石头河灌区渠道信息化建设及水资源的优化配置提供科学依据。 展开更多
关键词 非恒定流 渠道 灌溉渠 圣维南方程 水流模拟
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基于圣维南方程组的水位流量单值关系应用 被引量:12
2
作者 李捷 陈俊英 +2 位作者 苏晓 李勇 刘畅 《人民黄河》 CAS 北大核心 2016年第1期22-27,共6页
水位流量关系在水文预报、水文资料整编以及水文学基础理论研究中有着重要地位,提出使用简单、精度高的计算方法非常重要,而实际河道观测中直接观测流量非常困难,且观测成本高。为了能够准确地从观测的水位值直接得到河道的流量,结合圣... 水位流量关系在水文预报、水文资料整编以及水文学基础理论研究中有着重要地位,提出使用简单、精度高的计算方法非常重要,而实际河道观测中直接观测流量非常困难,且观测成本高。为了能够准确地从观测的水位值直接得到河道的流量,结合圣维南方程组的连续方程与运动方程,将过水断面简化为矩形断面,引用塞当公式导出了不忽略惯性项时不同比降河流均适用的流量方程,提出了有/无水面比降资料时的绳套形水位流量关系单值计算及推算逐时段流量的方法,并给出了计算步骤。结合白河站实测资料,给出了有/无水面比降资料的绳套形水位流量关系,并将计算值和实测值进行了对比。结果表明:给出的绳套形水位流量方程理论正确,计算简便,精度有保证,可在实际工作中推广应用。 展开更多
关键词 圣维南方程组 连续方程 运动方程 水位流量关系 单值计算
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含曲线裂纹圆柱扭转问题的新边界元法 被引量:8
3
作者 王银邦 陆孜子 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2005年第12期1387-1393,共7页
研究含曲线裂纹圆柱的Saint_Venant扭转,将问题化归为裂纹上边界积分方程的求解.利用裂纹尖端的奇异元和线性元插值模型,给出了扭转刚度和应力强度因子的边界元计算公式.对圆弧裂纹、曲折裂纹以及直线裂纹的典型问题进行了数值计算,并与... 研究含曲线裂纹圆柱的Saint_Venant扭转,将问题化归为裂纹上边界积分方程的求解.利用裂纹尖端的奇异元和线性元插值模型,给出了扭转刚度和应力强度因子的边界元计算公式.对圆弧裂纹、曲折裂纹以及直线裂纹的典型问题进行了数值计算,并与用Gauss_Chebyshev求积法计算的直裂纹情形结果进行了比较,证明了方法的有效性和正确性. 展开更多
关键词 saint-venant扭转 曲线裂纹 边界积分方程 边界元 应力强度因子
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叙泸段河道非恒定流作用下水力参数的变化 被引量:9
4
作者 薛飞龙 胡江 +2 位作者 杜思材 夏贵林 张文 《水运工程》 北大核心 2017年第10期142-148,共7页
金沙江与岷江干支流上水电站调峰发电下泄非恒定流引起下游叙泸段河道水流条件显著变化。结合一维非恒定流数学模型和实测资料分析研究叙泸段河道内代表性非恒定流传播过程及其造成水力参数相对于概化恒定流条件时的变化情况。结果表明... 金沙江与岷江干支流上水电站调峰发电下泄非恒定流引起下游叙泸段河道水流条件显著变化。结合一维非恒定流数学模型和实测资料分析研究叙泸段河道内代表性非恒定流传播过程及其造成水力参数相对于概化恒定流条件时的变化情况。结果表明:叙泸段河道内典型非恒定流波长为218 km,传播速度3 m/s;随着传播距离增加波衰减幅度减小,波形变得光滑;当宜宾水位处于波峰时,下游沿程流量呈现递减趋势,波谷则正好相反;相对于恒定流条件,其流量变化范围为0~730 m3/s,水位抬升0.5~2 m;断面平均流速变化在-0.5~0.2 m/s,比降变化范围为-0.2‰~0.2‰,比降最大值为1.38‰。 展开更多
关键词 向家坝水电站 非恒定流 圣维南方程 水力参数
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一维非恒定流模型在太湖湖滨地区的应用研究 被引量:7
5
作者 吴春 徐阳明 +1 位作者 李达 赵恺 《水电能源科学》 北大核心 2009年第4期134-137,共4页
运用圣维南方程组构建一维非恒定流模型,对宜兴市河网湖泊等水利工程进行了概化模拟,重点对圩区排涝泵站、闸门调度方式、河道流域面上的调蓄作用及净雨流入等进行了探讨。计算结果表明,模拟效果较好,可为宜兴市防洪决策提供科学依据。
关键词 非恒定流 圣维南方程 河网 泵站
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渭河流域洪水演进仿真的研究 被引量:1
6
作者 孙毅 方英武 +1 位作者 冯慧 王轶 《水电自动化与大坝监测》 2004年第2期75-78,共4页
以圣维南公式为基础,结合渭河流域的特点,实现洪水过程的直观演进,为防洪指挥决策人员和管理人员提供了雨、水、工情全面的信息支持,在洪水演进方面进行了一些突破性尝试,研究结果对汛期进行防洪抗洪有很大的参考价值。
关键词 洪水 圣维南公式 演进 仿真 渭河
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降雨条件下坡面径流与坡体渗流耦合模型研究
7
作者 陈正峰 沈泽 +2 位作者 杨东帆 王者涛 符文熹 《地质灾害与环境保护》 2024年第3期81-88,共8页
降雨条件下坡内渗流和坡面径流产生的山地灾害链式反应已经逐渐成为国内外研究的重点,但由于认识的局限性,坡内渗流、坡面径流、坡面侵蚀、泥石流启动和滑坡等过程往往被人为分割成几个部分分别加以研究,导致对降雨而引起的山地灾害各... 降雨条件下坡内渗流和坡面径流产生的山地灾害链式反应已经逐渐成为国内外研究的重点,但由于认识的局限性,坡内渗流、坡面径流、坡面侵蚀、泥石流启动和滑坡等过程往往被人为分割成几个部分分别加以研究,导致对降雨而引起的山地灾害各因素之间的有机联系缺乏深刻的认识。本文采用Richards方程和Saint-Venant方程组分别描述坡体入渗和坡面径流问题,用有限体积法(FVM)对以上问题编写Matlab程序求解,并在每一个时间步对Richards方程和圣维南方程进行数值耦合,得到降雨条件下的坡体入渗和坡面径流耦合模型。通过算例,表明基本规律符合现实情况,说明了所建立耦合模型的可靠性。 展开更多
关键词 饱和-非饱和渗流 坡面径流 NAVIER-STOKES方程 Brin km an-extended Darcy方程 RICHARDS方程 saint-venant方程 有限体积法
原文传递
动态矩阵控制在渠道运行系统中的应用 被引量:5
8
作者 王长德 郭华 +1 位作者 邹朝望 宋书卿 《武汉大学学报(工学版)》 CAS CSCD 北大核心 2005年第3期6-9,18,共5页
基于预测控制的优良品质,将预测控制中的动态矩阵控制(DMC)引入渠系自动控制,设计DMC控制器,以改良系统的动态性能.对单渠段系统建立动态矩阵控制模型,采用等体积运行方式控制渠段中点水位,用SaintVenant方程求解水力过程,并采用Matlab... 基于预测控制的优良品质,将预测控制中的动态矩阵控制(DMC)引入渠系自动控制,设计DMC控制器,以改良系统的动态性能.对单渠段系统建立动态矩阵控制模型,采用等体积运行方式控制渠段中点水位,用SaintVenant方程求解水力过程,并采用Matlab及Simulink软件仿真.对其稳定性等进行分析,表明该控制器能够增强系统的鲁棒性,特别对解决时滞问题有显著效果. 展开更多
关键词 动态矩阵控制 圣维南方程 渠道 MATLAB
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线性阻尼Boussinesq方程解的Phragmén-Lindelof二择一性
9
作者 石金诚 《应用数学》 北大核心 2024年第2期466-475,共10页
研究一类含有双调和算子的双曲方程解的空间性态.利用能量方法,构造一个能量表达式,推导出该能量表达式所满足的二阶微分不等式,通过求解该不等式,得到解的Phragmén-Lindelof型的二择一结果.该结果表明,Saint-Venant原则对于线性阻... 研究一类含有双调和算子的双曲方程解的空间性态.利用能量方法,构造一个能量表达式,推导出该能量表达式所满足的二阶微分不等式,通过求解该不等式,得到解的Phragmén-Lindelof型的二择一结果.该结果表明,Saint-Venant原则对于线性阻尼Boussinesq方程同样适用. 展开更多
关键词 Phragmén-Lindelof二择一 双曲方程 saint-venant原则 双调和方程
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一类热弹性板的Phragmen-Lindelof二择一结果 被引量:4
10
作者 石金诚 肖胜中 《吉林大学学报(理学版)》 CAS 北大核心 2021年第4期846-854,共9页
考虑一类含有双调和算子的热弹性板的空间性质,通过构造一个能量函数,利用微分不等式技术,推导出该能量函数可由其自身一阶导数控制的微分不等式,并给出解的Phragmen-Lindelof二择一结果.
关键词 热弹性板 Phragmen-Lindelof二择一 saint-venant原则 双调和方程
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一种无资料流域水位流量关系曲线的推导方法及应用分析 被引量:4
11
作者 袁帅 孟庆社 +1 位作者 朱成涛 杨公仆 《西北水电》 2020年第5期24-28,共5页
为了解决无资料流域水文控制断面因缺乏实测水位流量数据而无法进行水位流量关系曲线经验拟合的现状,在分析水位流量关系曲线影响因素的基础上,提出了一种以圣维南方程为理论基础的推导方法,结合河道大断面测验资料、河道比降和糙率资料... 为了解决无资料流域水文控制断面因缺乏实测水位流量数据而无法进行水位流量关系曲线经验拟合的现状,在分析水位流量关系曲线影响因素的基础上,提出了一种以圣维南方程为理论基础的推导方法,结合河道大断面测验资料、河道比降和糙率资料,先计算水位湿周曲线和水位面积曲线,进而依据水位湿周曲线和水位面积曲线推导出了恒定流情况下的单一水位流量关系曲线。文章给出了详细的理论水位流量曲线计算公式推导过程,以江桥水文站为例进行了分析,发现推导的曲线与经验拟合曲线之间的确定性系数达到了0.88,理论推导计算的单一水位流量关系曲线与实际经验拟合的综合水位流量关系曲线具有良好的重合性,此推导计算方法在实际应用中具有较好的可行性。 展开更多
关键词 圣维南方程 单一水位流量关系曲线 无资料流域 水位面积曲线 水位湿周曲线
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明渠模型预测控制快速优化计算方法
12
作者 李汉元 张召 +2 位作者 雷晓辉 王浩 司乔瑞 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期484-490,共7页
针对基于圣维南方程使用启发式算法进行渠道预测控制时,现有优化计算方法生成调控方案时间过长、无法满足实时控制需求的问题,提出了一种基于多目标优化算法的快速优化方法.以一处试验渠道的数值模型作为控制对象,应用此方法构建了预测... 针对基于圣维南方程使用启发式算法进行渠道预测控制时,现有优化计算方法生成调控方案时间过长、无法满足实时控制需求的问题,提出了一种基于多目标优化算法的快速优化方法.以一处试验渠道的数值模型作为控制对象,应用此方法构建了预测控制模型以生成调控方案,并构建了一维水动力模型对调控方案进行验证.研究发现在闸门控制系统中,超出水位控制范围的最大值最小、超出水位控制范围的平均值最小、闸门动作次数最少、闸门开度总变化量最小4个目标间能够相互诱导,加速优化计算过程4倍以上.在该试验渠道的流量计划调整工况中,验证了此种方法的有效性,将单次计算时间缩短至1 s内.验证效果表明,该方法在提高了水位控制效果的同时,能够减少由单独设置超出水位控制范围的最大值最小目标导致的非必要闸门调控,总计减少69%的闸门调控次数. 展开更多
关键词 渠道水位控制 预测控制 多目标优化 圣维南方程 闸门自动控制
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含曲线裂纹复合圆柱体的扭转断裂分析 被引量:1
13
作者 潘天娓 王银邦 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 2008年第8期911-917,共7页
研究含任意曲线裂纹的复合圆柱体的Saint-Venant扭转,将内外材料的交界面视为一边界,将问题划归为内、外边界和裂纹上的积分方程的求解.提出了新的边界元数值方法,分别对含有直线裂纹和曲折裂纹的典型问题进行了数值计算,并与文献中数... 研究含任意曲线裂纹的复合圆柱体的Saint-Venant扭转,将内外材料的交界面视为一边界,将问题划归为内、外边界和裂纹上的积分方程的求解.提出了新的边界元数值方法,分别对含有直线裂纹和曲折裂纹的典型问题进行了数值计算,并与文献中数据结果进行了比较,证明了该文方法的正确性和有效性. 展开更多
关键词 saintvenant扭转 复合柱体 曲线裂纹 边界积分方程 应力强度因子
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圣维南方程的3次B样条拟插值数值解 被引量:2
14
作者 钱江 张鼎 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2023年第4期125-132,共8页
首先针对不同阶的连续可导函数,对3次B样条拟插值算子进行相应的误差估计。其次将3次B样条拟插值方法用于求解圣维南方程,利用3次B样条拟插值的一阶导数近似圣维南方程的空间导数,同时使用向前差分近似其一阶时间导数,求出其数值解。最... 首先针对不同阶的连续可导函数,对3次B样条拟插值算子进行相应的误差估计。其次将3次B样条拟插值方法用于求解圣维南方程,利用3次B样条拟插值的一阶导数近似圣维南方程的空间导数,同时使用向前差分近似其一阶时间导数,求出其数值解。最后将所得结果与4阶龙格库塔法和蛙跳格式所得数值解进行对比分析,结果表明3次B样条拟插值方法具有一定的优越性。 展开更多
关键词 B样条 样条拟插值 圣维南方程 偏微分方程数值解
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考虑潮波驱动力的感潮河段一维水动力学模型研究 被引量:3
15
作者 孔达奇 包为民 +2 位作者 张小琴 陆赛凤 张波 《水电能源科学》 北大核心 2011年第8期77-79,共3页
针对传统水动力学模型在感潮河段水流模拟中难以取得理想效果的问题,分析了感潮河段水流运动特征,改进了潮波驱动力表达结构,构建了考虑潮波驱动力的圣维南方程组,并应用于钱塘江感潮河段的水流模拟,获取了比圣维南方程组更合理、模拟... 针对传统水动力学模型在感潮河段水流模拟中难以取得理想效果的问题,分析了感潮河段水流运动特征,改进了潮波驱动力表达结构,构建了考虑潮波驱动力的圣维南方程组,并应用于钱塘江感潮河段的水流模拟,获取了比圣维南方程组更合理、模拟精度更好的结果。 展开更多
关键词 圣维南方程组 潮波驱动力 钱塘江感潮河段 一维水动力学模型
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基于渗漏模型的城市排水系统建模与分析 被引量:2
16
作者 王建中 金波 鲁仁全 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期1382-1386,共5页
针对城市排水系统管网中管道发生渗漏这一不确定因素,结合传统圣维南方程组研究渗漏发生时的系统建模与分析问题.分析某段发生渗漏的管道内的水流运动状态,推理计算得出改进后的连续性方程和动量方程.结合我国城市排水系统管网中管道的... 针对城市排水系统管网中管道发生渗漏这一不确定因素,结合传统圣维南方程组研究渗漏发生时的系统建模与分析问题.分析某段发生渗漏的管道内的水流运动状态,推理计算得出改进后的连续性方程和动量方程.结合我国城市排水系统管网中管道的具体运行情况,对方程组进行线性化,建立以流量为状态的城市排水系统水力学状态空间模型.分析系统稳定性,设计系统状态反馈控制器,通过仿真验证了所提方法的正确性. 展开更多
关键词 圣维南方程组 渗漏 状态空间 状态反馈控制器
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NEW BOUNDARY ELEMENT METHOD FOR TORSION PROBLEMS OF CYLINDER WITH CURVILINEAR CRACKS 被引量:1
17
作者 王银邦 陆孜子 《Applied Mathematics and Mechanics(English Edition)》 SCIE EI 2005年第12期1531-1538,共8页
The Saint-Venant torsion problems of a cylinder with curvilinear cracks were considered and reduced to solving the boundary integral equations only on cracks. Using the interpolation models for both singular crack tip... The Saint-Venant torsion problems of a cylinder with curvilinear cracks were considered and reduced to solving the boundary integral equations only on cracks. Using the interpolation models for both singular crack tip elements and other crack linear elements, the boundary element formulas of the torsion rigidity and stress intensity factors were given. Some typical torsion problems of a cylinder involving a straight, kinked or curvilinear crack were calculated. The obtained results for the case of straight crack agree well with those given by using the Gauss-Chebyshev integration formulas, which demonstrates the validity and applicability of the present boundary element method. 展开更多
关键词 saint-venant torsion curvilinear crack boundary integral equation boundary element stress intensity factor
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A Preliminary Study on 1D Numerical Experiment of Water Debris Flow in Gully 被引量:1
18
作者 LIU Tonghuan~1 WANG Xiekang~1 CUI Peng~2 (1.State Key Lab.of Hydraulics and Mountain River Eng.,Sichuan Univ.,Chengdu 610065,China 2.Inst.of Mountain Hazards and Environment,Chinese Academy of Sci.,Chengdu 610041,China) 《四川大学学报(工程科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第S1期143-147,共5页
In order to improve and enhance the numerical modeling methods and its application on debris flow problems,a preliminary study has been proposed in accordance with the corrected water-sediment numerical model on the p... In order to improve and enhance the numerical modeling methods and its application on debris flow problems,a preliminary study has been proposed in accordance with the corrected water-sediment numerical model on the premise of revised resistance and sediment capacity equations.Firstly,an overview the recent re- search achievements on numerical simulation of debris flow has been conducted,the results shown that a gener- al numerical model for debris flow can not be existed at all because the complex rheol... 展开更多
关键词 Water debris flow saint-venant equation Numerical experiment
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具有线性阻尼Boussinesq方程解的空间衰减估计
19
作者 石金诚 肖胜中 《数学的实践与认识》 2023年第12期189-196,共8页
研究了一类四阶双曲型方程解的空间衰减估计.首先构造方程解的表达式,其次结合截面线积分和面积积分,并利用微分不等式的方法,推导出该表达式的相关估计,最后得到方程解的空间衰减估计.
关键词 空间衰减估计 双曲方程 saint-venant原则 双调和方程
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一类热弹性板的空间衰减估计 被引量:1
20
作者 石金诚 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2022年第1期115-122,共8页
研究了二维空间中半无限带形区域上一类含有双调和算子的热弹性系统板解的空间性质.首先构造一个能量表达式,然后利用微分不等式技术,推导出该能量表达式是可由它本身的一阶导数控制的微分不等式,最后得到解的空间衰减估计.该结果可看成... 研究了二维空间中半无限带形区域上一类含有双调和算子的热弹性系统板解的空间性质.首先构造一个能量表达式,然后利用微分不等式技术,推导出该能量表达式是可由它本身的一阶导数控制的微分不等式,最后得到解的空间衰减估计.该结果可看成是Saint-Venant原则在双曲抛物耦合双调和方程组上的应用. 展开更多
关键词 弹性板 空间衰减 saint-venant原则 双调和方程
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