[發明專利]一種曲線型渠道流量測定方法及裝置

有效

• 申請號: 202110272485.X
• 申請日: 2021-03-12
• 公開（公告）號: CN113074786B
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 韓宇;周易;賀向麗;李彤姝;李松
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: G01F1/002
• 分類號: G01F1/002
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王宇楊

1.一種曲線型渠道流量測定方法，其特征在于，包括：

確定曲線型渠道流速分布模型；所述曲線型渠道流速分布模型對應的表達式為：

其中：A、B、C為相關系數；u_*為局部摩阻流速；ν為水的運動粘滯系數；l為曲線型渠道法線上每一點距離邊壁的曲線型渠道法線距離；K_l為從邊壁到分界線的垂向距離；

根據所述曲線型渠道流速分布模型、曲線型渠道流速分區及分割線特征，確定曲線型渠道斷面的法線平均流速代表點位置；所述確定曲線型渠道斷面的法線平均流速代表點位置，具體包括：在所述曲線型渠道斷面確定對應的三條法線；在所述三條法線上分別確定相應的法線平均流速代表點位置；

所述曲線型渠道法線上的法線平均流速代表點位置對應表達式為：

其中，l₁、l₂為法線平均流速代表點位置，l₁、l₂處的速度均為測速法線平均速度；K_l是所述曲線型渠底沿法線方向至水面線的距離，l是法線平均流速代表點沿K_l到所述曲線型渠底的長度；

利用預設的三線-多邊形劃分法，根據所述法線平均流速代表點位置對曲線型渠道斷面面積進行分割，基于速度面積法獲得曲線型渠道的流量信息；所述利用預設的三線-多邊形劃分法，根據所述法線平均流速代表點位置對曲線型渠道斷面面積進行分割，基于速度面積法獲得曲線型渠道的流量信息，具體包括：

按照預設的方式連接所述三條法線上的法線平均流速代表點，形成相應的若干個三角形；根據所述三角形的三邊對應的中垂線，確定所述三角形的外心位置與水面的交點以及所述三角形的外心位置與渠底的交點；將所述外心位置作為分區邊界點，連接所述分區邊界點得到相應的分區多邊形；其中，每個所述分區多邊形內包含一個法線平均流速代表點；

利用預設的渠道流量計算公式，根據所述若干個分區多邊形對曲線型渠道流量進行計算，獲得曲線型渠道的流量信息；

所述渠道流量計算公式為：

Q_總＝2×[α?u₁·(S₁+S₂)]+β·u₂·(S₃+S₄)

其中，u₁為第一法線與第三法線上目標點的流速，u₂為第二法線上目標點的流速；α和β為流量修正系數；S₁、S₂、S₃以及S₄分別為所述若干個分區多邊形的面積。

2.一種獲取曲線型渠道流速分布模型的方法，其特征在于，包括：

根據曲線型渠道，確定初始曲線型渠道流速分布模型；

在所述初始曲線型渠道流速分布模型的基礎上，基于斷面分割理論的三點式參數定量化方法，獲得曲線型渠道全斷面流速分布模型；

其中，所述基于斷面分割理論的三點式參數定量化方法，獲得曲線型渠道全斷面流速分布模型，具體包括：確定曲線型渠道斷面對應的三條法線，分別獲取所述三條法線上目標點的流速；將所述目標點的流速輸入所述初始曲線型渠道流速分布模型，獲得相應的定量化待定參數；基于所述定量化待定參數和所述初始曲線型渠道流速分布模型，確定所述曲線型渠道全斷面流速分布模型。