灌溉渠道中非恒定流的计算及其应用

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1、学校代码10459学号或申请号密级专业硕士学位论文灌溉渠道中非恒定流的计算及其应用作者姓名：刘宝菊导师姓名：高双聚副教授专业学位名称：工程硕士培养院系：水利及环境学院完成时间：2015年4月AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterComputationandApplicationofUnsteadyFlowinMainIrrigationCanalByBaojuLiuSupervisor:ViceProf.ShuangjuGaoWaterConservancyEngineeringSchoolofWat

2、erConservancyandEnvironmentApril2015学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研宄所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的科研成果。对本文的研宄作出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本声明的法律贵任由本人承担。学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归厲郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本

3、学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。灌溉渠道中非恒定流的计算及其应用摘要灌溉渠道中非恒定流的计算及其应用摘要灌溉渠道在输水配水过程中由于用水变化导致控制建筑物的控制机构动态变化，以实现流量调节。通过调节，经非恒定流的过渡过程完成渠道从一种恒定流状态转向另一种恒定流状态。通过对明渠非恒定流理论进行系统论述，明确了控制灌溉渠道水流运动的方程组，为建立流动的数值模型打下了基础。应用Sain

4、tVenant方程组和Preissmann隐式差分格式建立明渠恒定流和非恒定流数值模型；所得到的恒定流代数方程采用简单迭代法求解，比其它计算水面线的方法简洁；得到的非恒定流非线性代数方程组采用Newton-Rapnson迭代法求解，线性代数方程组采用直接三角分解方法求解，模型考虑了分流口，闸、堰复合型内边界条件，模型具有较好的收敛性和稳定性；模型对更为复杂的边界条件有较好的可扩展性。将模型用于河南省开封柳园口灌区总干渠，可以对来流变化、闸门开度变化和分水口引水变化，以及恒定条件下的总干渠的流动进行模拟，得到的结果对实际应用具有一定的参考价值，同时为全面构建灌区全渠系流动及控制

5、模型，奠定了基础。关键词：灌溉渠道非恒定流柳园口灌区总干渠数值模型IComputationandapplicationofunsteadyflowinmainirrigationcanalAbstractComputationandApplicationofUnsteadyFlowinMainIrrigationCanalAbstractIntheprocessofwaterdistributionandtransportationforirrigationarea,changesofwatersupplyleadstotheoperationsofcontrolmechan

6、ismofdynamiconcontrolbuildingsofirrigationcanaltorealizeflowregulationforuser’srequirement.Aftertheregulationforwaterflow,itcanchangefromonesteadystatetoanotherone,throughtransientprocessofunsteadyflow.Bysystematicargumentfortheoryofopenchannelunsteadyflow,thegoverningflowequationsforirriga

7、tionchannelsaremadeclear,whichbecomestheconstructionfoundationofnumericalflowmodel.SaintVenantequationsandthePreissmannimplicitfinitedifferenceschemeareusedtobuildthenumericalmodelforbothsteadyflowandunsteadyflowofopenchannel.Thenonlinearalgebraicequatio