[发明专利]一种淹没植物层内部水流分界高度的确定方法有效

专利信息
申请号: 202010071056.1 申请日: 2020-01-21
公开(公告)号: CN111274745B 公开(公告)日: 2022-09-16
发明(设计)人: 闫静;赵汗青;唐洪武;唐立模;王晓丽;郑金雨 申请(专利权)人: 河海大学
主分类号: G06F30/28 分类号: G06F30/28;G06F119/14
代理公司: 南京纵横知识产权代理有限公司 32224 代理人: 董建林
地址: 210024 *** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 淹没 植物 内部 水流 分界 高度 确定 方法
【权利要求书】:

1.一种淹没植物层内部水流分界高度的确定方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:

改变预构建的模型中植物层的环境因素,并进行试验;

根据试验结果计算得到水流分界高度值;

计算获取特征高度值;

根据特征高度值与水流分界高度值确定求解关系式;

其中,所述特征高度值的获取方法包括如下步骤:

绘制雷诺应力沿垂向分布曲线,确定特征高度R;

绘制雷诺应力梯度沿垂向分布曲线,确定特征高度T;

特征高度W的计算方法如下:

其中,h为植物高度;λ为植物密度;λ=dvh/(SxSy);dv为植物杆径;Sx、Sy分别为相邻植物沿纵、横向排列间距;

特征高度D的计算方法如下:

其中,z表示z轴,即高度;

特征高度J的计算方法如下:

J=2D-h;

其中,R高度处的雷诺应力等于雷诺应力沿垂向分布的最大值的10%;T高度对应雷诺应力梯度沿垂向发生突变;W对应与植物密度成反比;D对应理论床面高度;J高度对应与理论床面之间的距离,等于理论床面与植物顶部之间的距离。

2.根据权利要求1所述的一种淹没植物层内部水流分界高度的确定方法,其特征在于:所述模型的构建方法包括如下步骤:

通过搭建玻璃水槽模拟河道;

通过在所述水槽中设置若干圆柱形铝棒模拟植物;

通过设置可循环的水模拟水流。

3.根据权利要求1所述的一种淹没植物层内部水流分界高度的确定方法,其特征在于:所述环境因素包括淹没度、断面平均流速以及植物横向排列间距中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的一种淹没植物层内部水流分界高度的确定方法,其特征在于:根据试验结果计算得到水流分界高度值的方法包括如下步骤:

计算并绘制紊动能生成率G和紊动能耗散率ε沿垂向分布曲线;

两条曲线在植物层内部的交点,对应流动分界高度hp

5.根据权利要求1所述的一种淹没植物层内部水流分界高度的确定方法,其特征在于:根据特征高度确定水流分界高度的方法包括如下步骤:

改变环境因素,分析水流分界高度值与特征高度值之间的相对关系;

采用最小二乘法建立水流分界高度值与特征高度值之间的关系式。

6.根据权利要求2所述的一种淹没植物层内部水流分界高度的确定方法,其特征在于:所述水槽为可变坡度的水槽。

7.根据权利要求2所述的一种淹没植物层内部水流分界高度的确定方法,其特征在于:所述水槽与所述圆柱形铝棒中外接流速感应器ADV。

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