明渠弯道水流运动规律研究分析

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1、明渠弯道水流运动规律研究分析河源市华建水利水电建筑工程有限公司【摘要】在自然界的河道或者人工开挖的水渠当中，由于地势的原因,都会有弯道的存在，在水流经过这些弯道的时候，其运动规律会根据弯道的程度和水流的具体情况发牛相应的变化，这些变化的规律是非常难以琢磨的，在这种情况下，人们通过对弯道和水流的具体数据进行研究，来得出其运动规律。木文结合具体公式和案例，来对明渠弯道水流运动规律进行研究分析。【关键词】明渠弯道水流运动规律刖S在人们对明渠弯道中水流运动规律的研究中，包含了在各种地形情况下的弯道水流运动特性，根据这种特性，人们对其中影响水流运动规律的因素进行了各个方面的分析探讨。这样的研究在

2、人们的牛活中起到了重要的作用，对河流的治理和港口的建立有着关键的意义。一、在明渠弯道水流运动中的各个参数影响水流运动规律的因素包括很多方面，其中主要包括了水面横比降、横向环流流速沿垂向分布和环流流速的沿程分布等因素，通过对这些因素的具体研究分析，可以得出具体的弯道水流的运动规律。1、首先是弯道水面横比降。在水流经过弯道的时候，由于弯道的不同，其中所产生的离心力也有着不同，由于其中离心力的存在，会使水流的的水面逐渐升高，并且偏向凹面，这个凹面根据渠道的具体情况，会形成一定的倾斜角度，这个倾斜角度就被称为横比将JR,在水流经过弯道的时候，其中在水面逐渐偏向凹面的过程中，水灵经过弯道最中间的

3、时候，是其中横比将值最大的时候，随着水流渐渐过去弯道,横比降的数值也会渐渐的减少；在水流经过弯道进口凸面的时候，水面处于最低的位置，在水流经过弯顶以下的凹面的时候，水面处于最高点。在对弯道水面的横比将进行描述的时候，有着这样几个公式：首先是罗索夫斯基公式在这个公式里面Jr代表着水面的横比降：Vcp为在水流进入弯道的时候，垂线的平均流速；αO为流速垂线的分布不平均系数；τO为来自河底的横向阻力；r为弯道的半径；p为水的密度；g为垂力加速度。在这个公式中我们可以看出，要想对水面的横比降进行计算，其中需要多个方面数据的共同支持，但是这个公式在实际的运用中仍旧是不精准的，其

4、中的河底横向阻力和系数都不能进行有效的确定。通过具体的试验可以得出，这个公式在运用中，得出的数据一般比实际情况要小，在这种情况下，我们可以引入另外一种公式：张红武公式。这个公式在实际的运用中，在河床的粗糙程度的影响下,所表现出来的结果与实际的资料数据相差较小，具体的公式如下：在这个公式中，克服了来自河底处为负无穷犬的缺陷，使得公式在具体的应用当中，有着较好的计算效果。3、在水流经过弯道而形成的横比降当中，能够引起弯道断面的横向压力差，这种压力差的均匀分布和流速的不均匀性，在水渠的弯道断面上产生了纵轴环流，这样的纵轴环流与经过的水流进行碰撞汇合之后，能够形成水的螺旋。在这种弯道环流流速沿

5、垂线的分布当中，也出现了许多相应的公式，这些公式各个有各的特点，对于水流过程中的各种参数也有不同的参考，导致其结果也会有着不同，其中，最具有代表性的波达波夫公式和马卡维耶公式。在这两个公式的计算当中，前者主要是利用N・S方程，来得出来二次元的情况下，水流的运动公式，利用这个公式建立抛物线模型，最后得出的环流流速垂线分布公式；而后者主要是基于椭圆型分布的环流公式，但是在这个公式的实际应用中，由于公式中的计算过于复杂，其中的变量过多，对于其中常量的推算，也显的粗糙，这样的计算结果与实际的测量结果相比，浮动较大。4、环流流速的沿程分布。在水流经过水渠弯道的吋候，这样的水流被成为环流，而环流的

6、沿程分布指的是，水流经过整个弯道的吋候，其中流速的变化。在前面水面横比降中提到，在水流经过弯道中间之后，由于弯道弧度的慢慢减小，其中产生的离心力也会减少，其水面横比将会慢慢减弱，在这种情况下,环流的流速也会根据水面横比降的变化而变化。根据水流在弯道中的整个流动过程，包括其中离心力的大小和水面横比降的变化，针对这种情况，人们对于处于不同位置的水流进行了流速的计算，这些计算是从水流进行弯道开始，在弯道消失，离心力也同样消失后而结束了，通过对整个过程的计算，可以得出整个环流沿程衰亡的规律，通过对其中的结果数据和规律进行图表绘制，可以清楚的了解整个水流在弯道中的运动规律。在对水面横比降、弯道环

7、流流速的分布、和环流流速的沿程分布等进行公式计算之后，通过其中的数据，人们可以对明渠水流的运动规律进行具体的掌握，以此运用到人们的生活当中。对明渠弯道水流的运动规律进行测量在上述的公式中，通过对其中的主要影响因素进行计算，可以掌握明渠弯道水流的基本运动规律,但是在公式的计算中，需要水流在经过弯道的过程中,所表现出来的各种数据作为支持，才能进行公式计算。在这种情况下，就需要人们根据具体的明渠弯道情况，对其中的参数和系数进行具体测量。测量的方法和使