-
题名三角迷宫式侧堰的水力特性研究
- 1
-
-
作者
李珊珊
曹顶业
沈桂莹
李国栋
-
机构
西安理工大学西北旱区生态水利国家重点实验室
-
出处
《力学季刊》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第1期177-186,共10页
-
基金
国家自然科学基金(52079107)
陕西省自然科学基金(2023-JC-QN-0395)
+1 种基金
陕西省教育厅专项(22JK047)
西安理工大学优硕种子基金(310/252082213)。
-
文摘
迷宫式侧堰具有较大的泄流能力,广泛应用于流量控制、农田灌溉和排水系统.为研究三角迷宫式侧堰的复杂水力特性、泄流规律及泄流影响因素,本研究首先基于FLOW-3D软件和RNG k-ε湍流模型,对侧堰的15种工况进行数值模拟计算,获得侧堰水面流态、流速分布等水力特性.同时,通过白金汉π定理推出影响迷宫式侧堰流量系数的无量纲参数,探究流量系数C_(d)与无量纲参数之间的变化规律,利用人工智能遗传规划(Genetic Programming,GP)算法拟合出流量系数计算公式.结果表明:主渠道内水流为缓流,堰顶角θ较小时,二次流使得水面流态变化,流速在靠近侧堰时发生急剧变化,堰内产生回流.随着θ的增大,堰顶上方水舌从对称分布变为偏右侧下泄,堰内回流现象消失;C_d随上游弗劳德数Fr和溢流前沿与堰顶水深之比l/h_(1)的增加而减小,随堰高与堰上水头之比p/h_(1)的增加而增加,θ越大,C_(d)变化趋势越大;流量系数预测公式在测试阶段的决定系数R^(2)=0.913,均方根误差RMSE=0.045,流量系数预测值与试验值的散点图拟合效果良好,数据点分布均匀且关于拟合线对称,表明GP模型得出的结果较为准确,满足灌区量水精度要求.该研究成果可为迷宫式侧堰在实际工程中的应用提供理论依据和技术支撑.
-
关键词
三角迷宫式侧堰
水力特性
遗传规划算法
数值模拟
-
Keywords
triangular labyrinth side weirs
hydraulic parameters
genetic programming algorithm
numerical simulation
-
分类号
TV135.2
[水利工程—水力学及河流动力学]
-
