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1、水力嗲上机实幻指辜岑2012级水工4夂用（杨玲霞编）郑州大学水环学院2014.06.04一.梯形断面明渠正常水深计算Q~.i其中：A()=(b+mh0)h0,/0二b+2h0Vl+m2,r=c=丄7?夂Zon2.计算方法：求^相当于求解方程q-a()c()7^7=o的根，可用二分法计算。令F(h、=Q-AC^~i先估计一下hQ的大小范围，确定其下限为川，上限为h2,并有F(h,)〉O和F(h2)<0,!
2、]F(hI)-F(h2)<0o取〜二仇+〜)/〗，计算ph3)。若
3、f(/z3)
4、se(允许误差)，则所求正常水深h()
5、=h3。否则，若(川)同号，即F(/z3)•F(/?,)>0,^h{=h3fF(hi)=F(h3);若厂(//3)与F(h2)同号，即F(/z3).H/z2)〉0,令h2=h”F(h2)=F(h3)o继续上述步骤，取h3=(么+h2)/2,…，直到
6、F(h3)
7、Se为止，所求正常水深hn=h3O3.计算框图：(见下页)4.计算题例：已知某梯形断面渠道，底宽b=10m,边坡系数m=1.5,粗糙系数n=0.022，底坡f=0.0009，通过的流量Q=45m3/s。试用自己调试好的程序计算该渠道的正常水深h()。开机i输入己知数据
8、：b,m,i,n，Q,e1取h，h2输出h（）=h3I停机2.思考题：⑴采用二分法计算时，应如何选取两个初值川和么？⑵你能采用另一种数值计算方法求解正常水深吗？试绘出其计算框图。一.梯形断面明渠临界水深计算bk9其中：Ak=(b+mhk)hk,Bk=b+2mhk2.计算方法：求相当于求解方程1-4^=0的根，可用牛顿切线迭代法计算。gAk令F(hk)=I-aQ,则FW)=-^^-(2m-切线法迭代计算式为：/zf1=<-F(<)/广(/<)按上式迭代计算，直到^+1-%
9、以(允许误差)或F(/<+l)=0为止，所求临界水深
10、即为3.计算框:(见下开机I输入己知数据：b,m,(?,e1取迭代初值hkl4计算：A(hki),B(hki),F(hki),Ff(hki)Ihk2=hki-F(hki)/Ff(hki)输岀/lk=^k2停机牛顿迭代法计算临界水深计算框4.计算题例：用自己调试好的程序计算前题例中渠道的临界水深hK。5.思考题：⑴除用牛顿迭代法计算之外，你是否能用其它计算方法计算临界水深hR?绘出其计算框图。(2)用牛顿迭代法求解时，初值hki的选取对迭代的收敛性有何影响？一.明渠水面曲线计算As=Esd-Esui-J其中:J=(Jd+Ju)
11、/2zJ=(^)22.计算方法：逐段计算，在每一段的计算中，已知么(或么)，求(或么)，相当于求解方程As-Esd-Esui-J=0的根。/?-/?令F(Zi)=As-—-su,用二分法求解。i-J在定性分析水面曲线的基础上，先确定出所求水深hd(或hu)的下限么和上限h2，计算，并满足取=仇+；12)/2,计算F(h3)。若
12、F(h3)
13、Se(允许误差)，则hd=h3(或hu=h3)。否则，若F(h3)与F(h})同号，令h,=h3,F(hJ=F(h3);gF(h3)与F(h2)同号，令h2=Zi3,重复上述步骤，直到
14、
15、F(h3)
16、17、T)1计算:h(O)=ho,A(0),x(0)，R(0),v(0)fJ(0)1Ql'T〉-I取hi=h(M),h2.闸孔出流计算Q="(rsnb'e」2gH0已知：e，//，么，n,Z/，H,A。，关系曲线〜Q，hc=ee2求：Q=?2.计算方法：用迭代法计算。取Q,，计算：H,=H^(QjAS~l2g,=^2gH{),h:=hc(^mq[/gh3c-1)/2。由已知曲线久〜Q查出么；计算潜流比=-<)/(//，查出淹没系数<7S。计算Q2=jUc^nb'eyllgHno若iQi-Q^e(允许误差)，则流量Q=Q2,否则
18、，令G=Q2，重复上述计算，直到
19、QI-Q2^e为止。3.计算框图：(见下页)4.计算题例：某节制闸共11孔，现开6孔。已知每孔净宽Z/=12m,闸前河道断面面积忠二1250m2,闸前水头//二7.5m,闸孔幵度e=4m,流量系数//=0.532，垂直收缩系数£2=0.657;下游河道水位
