[發(fā)明專利]一種泵站引渠及前池單寬輸沙率的確定方法和裝置有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201811433374.7 | 申請日： | 2018-11-28 |
| 公開（公告）號： | CN111236132B | 公開（公告）日： | 2021-02-02 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 陳鑫;朱啟祥;王福軍;湯遠 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國農(nóng)業(yè)大學(xué) |
| 主分類號： | E02B1/00 | 分類號： | E02B1/00;E02B3/02;G06F30/28;G06F113/08;G06F119/14 |
| 代理公司： | 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002 | 代理人： | 王瑩;吳歡燕 |
| 地址： | 100193 *** | 國省代碼： | 北京;11 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 泵站 前池單寬輸沙率 確定 方法 裝置 | ||
1.一種泵站引渠及前池單寬輸沙率的確定方法，其特征在于，包括：
獲取泵站引渠及前池水體的外邊界層流速、流動周期、泥沙粒徑、泥沙與水密度的比值、重力加速度和水的運動粘性系數(shù)；
根據(jù)泵站引渠及前池水體的所述外邊界層流速、所述流動周期、所述泥沙粒徑、所述泥沙與水密度的比值和所述重力加速度，獲取謝爾茲數(shù)和往復(fù)流含沙動床面的摩擦因子，具體為：
其中，Θ表示謝爾茲數(shù)，f表示往復(fù)流含沙動床面的摩擦因子，U表示所述外邊界層流速，Θm表示最大謝爾茲數(shù)，Um表示所述外邊界層流速的最大值，s表示所述泥沙與水密度的比值，g表示所述重力加速度，D表示所述泥沙的粒徑，T表示所述流動周期；
基于上述所有參數(shù)，獲取泥沙在輸沙層內(nèi)的沉降時間與流動周期的比值和泥沙沉降速度，具體包括：
其中，Ψ表示所述泥沙在輸沙層內(nèi)的沉降時間與流動周期的比值，w表示所述泥沙沉降速度，ν表示所述水的運動粘性系數(shù)；
根據(jù)泥沙在輸沙層內(nèi)的沉降時間與流動周期的比值，獲取侵蝕深度對流速的相位漂移和相位的殘留，具體為：
α＝exp(-0.2/Ψ)，
其中，ψ表示所述侵蝕深度對流速的相位漂移，α表示所述相位的殘留；
基于上述所有參數(shù)，并進行動床面的邊界層非對稱性分析，獲取侵蝕深度和邊界層厚度，具體為：
其中，Δ表示所述侵蝕深度，δB表示所述邊界層厚度；
基于上述所有參數(shù)，獲取往復(fù)流動條件下體積計的瞬時單寬輸沙率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述獲取往復(fù)流動條件下體積計的瞬時單寬輸沙率，之后還包括：
根據(jù)泵站引渠及前池水體的所述外邊界層流速、所述流動周期，獲取非對稱往復(fù)流動外邊界層流速展開級數(shù)中諧波的階數(shù)、每一階諧波的振幅、諧波的頻率、初始時間和每一階諧波的遲角；
根據(jù)所述侵蝕深度、所述邊界層厚度、最大泥沙體積濃度和所述外邊界層流速，獲取往復(fù)流動條件下體積計的瞬時單寬推移質(zhì)輸沙率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述方法，其特征在于，所述基于上述所有參數(shù)，并進行動床面的邊界層非對稱性分析，獲取侵蝕深度和邊界層厚度，以獲取往復(fù)流動條件下體積計的瞬時單寬輸沙率，具體包括：
根據(jù)外邊界層流速、所述謝爾茲數(shù)、所述流動周期、所述泥沙粒徑、泥沙與水密度的比值、所述水的運動粘性系數(shù)和所述重力加速度，獲取泥沙在輸沙層內(nèi)的沉降時間與流動周期的比值和泥沙沉降速度；
根據(jù)所述泥沙在輸沙層內(nèi)的沉降時間與流動周期的比值，獲取侵蝕深度對流速的相位漂移和相位的殘留；
根據(jù)所述外邊界層流速、所述外邊界層流速的最大值、所述流動周期、所述泥沙粒徑、所述往復(fù)流含沙動床面的摩擦因子、所述相位的殘留、臨界謝爾茲數(shù)、所述泥沙與水密度的比值、所述泥沙沉降速度和謝爾茲數(shù)，獲取所述侵蝕深度和所述邊界層厚度；
根據(jù)所述侵蝕深度、所述邊界層厚度、最大泥沙體積濃度和所述外邊界層流速，獲取往復(fù)流動條件下體積計的瞬時單寬輸沙率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述根據(jù)所述侵蝕深度、所述邊界層厚度、最大泥沙體積濃度和所述外邊界層流速，獲取往復(fù)流動條件下體積計的瞬時單寬輸沙率，具體為：
其中，φ(t)表示所述往復(fù)流動條件下體積計的瞬時單寬輸沙率。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述方法，其特征在于，所述根據(jù)所述侵蝕深度、所述邊界層厚度、最大泥沙體積濃度和所述外邊界層流速，獲取往復(fù)流動條件下體積計的瞬時單寬推移質(zhì)輸沙率，具體為：
其中，φb(t)表示所述往復(fù)流動條件下體積計的瞬時單寬推移質(zhì)輸沙率。
6.一種泵站引渠及前池單寬輸沙率的確定裝置，其特征在于，包括：
第一模塊，用于獲取泵站引渠及前池水體的外邊界層流速、流動周期、泥沙粒徑、泥沙與水密度的比值、重力加速度和水的運動粘性系數(shù)；
第二模塊，用于根據(jù)泵站引渠及前池水體的所述外邊界層流速、所述流動周期、所述泥沙粒徑、所述泥沙與水密度的比值和所述重力加速度，獲取謝爾茲數(shù)和往復(fù)流含沙動床面的摩擦因子，具體為：
其中，Θ表示謝爾茲數(shù)，f表示往復(fù)流含沙動床面的摩擦因子，U表示所述外邊界層流速，Θm表示最大謝爾茲數(shù)，Um表示所述外邊界層流速的最大值，s表示所述泥沙與水密度的比值，g表示所述重力加速度，D表示所述泥沙的粒徑，T表示所述流動周期；
基于上述所有參數(shù)，獲取泥沙在輸沙層內(nèi)的沉降時間與流動周期的比值和泥沙沉降速度，具體包括：
其中，Ψ表示所述泥沙在輸沙層內(nèi)的沉降時間與流動周期的比值，w表示所述泥沙沉降速度，ν表示所述水的運動粘性系數(shù)；
根據(jù)泥沙在輸沙層內(nèi)的沉降時間與流動周期的比值，獲取侵蝕深度對流速的相位漂移和相位的殘留，具體為：
α＝exp(-0.2/Ψ)，
其中，ψ表示所述侵蝕深度對流速的相位漂移，α表示所述相位的殘留；
第三模塊，用于基于上述所有參數(shù)，并進行動床面的邊界層非對稱性分析，獲取侵蝕深度和邊界層厚度，具體為：
其中，Δ表示所述侵蝕深度，δB表示所述邊界層厚度；
基于上述所有參數(shù)，以獲取往復(fù)流動條件下體積計的瞬時單寬輸沙率。
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