标准Ⅱ型马蹄形断面水跃共轭水深的简化计算.pdf

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1、448西安理工大学学报JournalofXi’anUniversityofTechnology(2O14)Vo1．30No．4文章编号：1006—4710(2014)04—0448—06标准Ⅱ型马蹄形断面水跃共轭水深的简化计算张志昌，贾斌(西安理工大学水利水电学院，陕西西安710048)摘要：研究了标准Ⅱ型马蹄形断面水跃共轭水深的一般计算方法和简化计算方法。根据标准Ⅱ型马蹄形断面的几何形状，按照分块计算面积和形心的方法，详细推导三种工况下断面面积和面积形心距水面距离的计算公式，根据水跃的一般方程，推导水跃共轭水深的一般计算

2、方法，根据最小二乘法原理得到了水跃共轭水深的简化计算方法。给出了马蹄形断面面积和形心的计算公式，给出了水跃共轭水深的一般计算方法和简化计算方法。本研究给出的马蹄形断面水跃共轭水深的简化计算方法计算过程简单明了，物理概念清楚，容易掌握，计算精度完全满足工程设计要求。关键词：标准Ⅱ型马蹄形断面；水跃；共轭水深；简化计算中图分类号：TV153．3文献标志码：ASimplifiedcalculationmethodofconjugatewaterdepthofstandardⅡtypeofhorseshoecrosssection

3、ZHANGZhichang，JIABin(FacultyofWaterResourcesandHydroelectricEngineering，Xi’anUniversityofTechnology，Xi’an710048，China)Abstract：Thegeneralcomputingmethodandsimplifiedcalculationmethodofconjugatewaterdepthofstandard1Itypeofhorseshoecrosssectioninopenchannelarestudie

4、d．Accordingtothegeometricalshapeofhorseshoecrosssectionandthecomputingmethodofareaandcentroid，themethodsforcalculatingofsectionalareaandcentroidinthreekindsofworkingconditionsarede—duced，thegeneralmethodsforcalculatingofconjugatewaterdepthareresearchedaccordingtot

5、hegeneralequationofhydraulicjumpandthesimplifiedmethodsforcalculationareresearchedbyusingtheleastsquaremethod。Theformulasofcentroidandareaofhorseshoecrosssection??andthegeneralcomputingmethodandsimplifiedcalculationmethodoftheconjugatewaterdeptharegiven．Thesimplif

6、iedcalculationmethodoftheconjugatewaterdepthissimple，clearinphys—icsconceptandhighaccuracywhichcanmeettherequirementofengineeringdesign．Keywords：standardⅡtypeofhorseshoecrosssection；hydraulicjump；conjugatewaterdepth；simplifiedcalculation马蹄形断面是由底部的弓形、下部两侧的扇形底拱一般为半径

7、很大的圆，可将其视为平底，给出了以及顶拱半圆形组成的。由于断面形式复杂，近几这种情况下临界水深的计算方法。文献E6]通过对年来学者们采用不同的方法研究了马蹄形断面的正马蹄形断面临界流方程的数学变换，应用逐步优化常水深和临界水深，这些研究成果都以迭代或优化拟合原理，得到马蹄形断面临界水深的直接计算式。拟合方法进行表述。文献[1]给出了标准Ⅱ型马蹄文献[7]引入准一次函数、准二次函数的概念，给出形断面Q。／r<26．1313和Q。／r>26．1313两种了计算马蹄形两种标准断面正常水深的简化公式。情况下临界水深的迭代公式；文献

8、[2]给出了标准I文献[8]引入无量纲参数得到了平底II型马蹄形断型和标准Ⅱ型马蹄形断面临界水深的迭代公式。文面正常水深和临界水深的直接计算公式。文献[9]献[3]给出的临界水深的计算公式较为复杂；文献研究了标准Ⅱ型马蹄形断面正常水深、弗劳德数和[4]通过迭代和逐步优化拟合，给出了马蹄形断面临收缩断面水