[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

本發明提供一種曲線型渠道流量測定方法及裝置。其中，該方法包括：確定曲線型渠道流速分布模型；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；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。采用本發明公開的曲線型渠道流量測定方法，能夠在不同水力條件下簡化測流過程，有效提高了曲線型渠道流量測量的精度和效率。

技術領域

本發明涉及計算機應用技術領域，具體涉及一種曲線型渠道流量測定方法和裝置。另外，還涉及一種電子設備及非暫態計算機可讀存儲介質。

背景技術

測量明渠流量是水利工程中的一個重要問題。在灌區中最常用的明渠斷面型式為梯形斷面，其突出優點為斷面規則、邊坡穩定、施工技術難度小和適用性強等。然而，梯形斷面通常在抗脹凍能力上較弱，曲線型渠道斷面則具有流量大、輸沙能力強、防滲效果顯著的優越的水力條件。尤其是，隨著各種曲線型渠道斷面(比如圓形、U型、拋物線型等)都已經推廣應用到灌溉排水工程和污水處理廠中，明渠的水流運動規律及水力特性也成為當前技術人員研究的熱點。常規規范中，一般將渠道斷面用垂線分割，量測垂線上固定點的流速等水力信息，這種方法適用于渠道較為規則、渠道環境便于進行量測的情況，而對于曲線型渠道，卻缺乏相應的測流方法。

因此，曲線型渠道流量計算過程中，如何在確定曲線型渠道斷面流速分布的基礎上快速、精確的實現曲線型渠道流量測定成為本領域技術人員亟待解決的技術課題。

發明內容

為此，本發明提供一種曲線型渠道流量測定方法及裝置，以解決現有技術中曲線型渠道斷面流量測定的精確度和效率較低，導致無法滿足當前實際使用需求的問題。

本發明提供一種曲線型渠道流量測定方法，包括：

確定曲線型渠道流速分布模型；

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；

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。

進一步的，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。

進一步的，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。

進一步的，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：

利用預設的三線-多邊形劃分法，并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，確定曲線型渠道斷面對應的若干個分區多邊形；

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：