[发明专利]一种一维明渠水动力模型泵站内边界的处理方法

说明书

本发明公开了一种一维明渠水动力模型泵站内边界的处理方法，涉及。所述方法：获取待研究泵站中每台水泵机组流量与水泵装置净扬程的特性曲线q_i～H_t；获取k时刻待研究泵站的总流量与净扬程函数关系Q_k～H_t,k；泵站内边界在整个计算时段的组合系数序列；获取一维明渠水动力模型的相容方程；对泵站边界相容方程进行线性化处理；得到待研究泵站所在明渠的水动力过程。本发明所述方法提高了一维明渠水动力模型的通用性和灵活性，提升一维数值模拟的精度。

技术领域

本发明涉及明渠水流数值模拟技术领域，尤其涉及一种一维明渠水动力模型泵站内边界的处理方法。

背景技术

泵站是平原河网地区最重要的控制建筑物之一，其在防洪抗旱，农业灌溉，跨流域调水，给排水等方面起着极为重要的作用。泵站可调节水流的水位和流量，打破了河网系统水力关系的连续性。明渠水流的数值模拟是规划、制定泵站调度方案的重要依据。因此，研究泵站边界在一维明渠水动力模型中的处理方法具有重要价值。

在一维明渠水动力模型(如单一河道、树状河网、环状河网)中，常将泵站节点边界转换为流量边界或者水位边界。现有部分研究采用连续性条件和能量守恒条件对泵站边界进行概化，泵站扬程需为已知量。目前，尚无直接针对水泵机组的操作的泵站处理方法。因此，研究泵站边界的处理方法，以提高一维明渠水动力模型的通用性、灵活性，是一维数值模拟的重点和难点问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种一维明渠水动力模型泵站内边界的处理方法，从而解决现有技术中一维河网数学模型的通用性和灵活性差，使用一维明渠水动力模型得到的一维数值模拟结果精度低的问题。

为了实现上述目的，本发明所述一维明渠水动力模型泵站内边界的处理方法，所述方法包括：

S1，获取待研究泵站中每台水泵机组流量与水泵装置净扬程的特性曲线q_i～H_t

根据待研究泵站中各水泵机组的流量～扬程性能曲线和待研究泵站中水泵装置需要扬程曲线，推求每台水泵机组流量q_i与水泵装置净扬程H_t的特性曲线q_i～H_t，记为公式(1)；

i表示待研究泵站中处于工作中的水泵机组的编号，n为待研究泵站中工作中的水泵机组数量，a_i、b_i、c_i为编号为i的水泵机组流量与水泵装置净扬程的特性曲线q_i～H_t的系数；

S2，获取k时刻待研究泵站的总流量与净扬程函数关系Q_k～H_t,k

根据计算时段中的任意一个k时刻泵站中处于工作状态的每台水泵机组的特性曲线q_i～H_t，推求得到在k时刻待研究泵站的总流量Q_k与待研究泵站的净扬程H_t,k函数关系Q_k～H_t,k，记为公式(2)：

A_k、B_k、C_k为在k时刻待研究泵站的总流量与待研究泵站的净扬程函数关系Q_k～H_t,k的系数；

S3，泵站内边界在整个计算时段的组合系数序列

在S2的基础上，得到待研究泵站的泵站内边界在整个计算时段的组合系数序列，记为(A(y)，B(y)，C(y))；y表示包括时刻k在内的计算时段中的任意一个时刻；