[发明专利]数值模拟中概化透水物糙率的方法

摘要

本发明涉及一种在流体数值模拟中概化透水物糙率的方法，包括以下步骤：1)水槽试验测定水头差，透水物以原状在水槽中进行试验多组次测定透水物不同入水深度在不同水流流速条件下产生的上下侧水头差；2)建立微厚透水物在水中阻挡比例与等效糙率关系，假定明渠长度l1，将微厚透水物造成的局部水头损失换算为等长度明渠上的沿程水头损失，计算该段明渠上的等效糙率；3)数值模型中概化透水物，将等效渠糙率换算成网格的糙率。本发明采用原状透水物进行水槽试验，减少了透水物物理模型缩放过程中的误差，为不规则孔眼透水物以及在使用过程中性质已发生了较大改变的透水物糙率率定提供了新的思路。

主权项

一种数值模拟中概化透水物糙率的方法，其特征是包括以下步骤：1)水槽试验，在水槽中设有高、低水位平流区，滤网区设于两平流区之间，a.将透水物固定在滤网区中深度为d1处；b.调节水槽流量，测量流速在v1，v2，……vm下，水流通过透水物产生的水头差p11，p12，……p1m；c.将原状透水物固定在水槽深度为d2，d3，……dn处，重复上述步骤2)，记录每一深度时，不同流速通过透水物产生的水头差p21，p22，……p2m，p31，p32，……p3m，……pn1，pn2，……pnm；2)建透水物的阻水比例-等效糙率曲线，a.假定明渠长度为l1，滤网导致的局部水头损失为ΔH，将透水物造成的局部水头损失换算为等长度明渠上的沿程水头损失；b.计算该段明渠上的等效糙率n； n = R 2 / 3 J 1 / 2 v = ( w χ ) 2 / 3 ( ΔH l 1 ) 1 / 2 Q H 式中，Q为单宽流量，H为下游断面水深，w为过水断面面积，χ为湿周；c.通过将等效糙率与阻水比例进行数值拟合，建立透水物的阻水比例-等效糙率曲线；3)数值模型中概化透水物，a.建立数学模型，划分网格；b.根据网格长度与假定明渠长度的比值，将计算所得等效糙率换算成网格糙率；c.进行数值模拟计算。