[发明专利]一种潮流环境下垂直浮力射流的射流轴线计算方法

摘要

发明涉及一种潮流环境下垂直浮力射流的射流轴线计算方法，所述方法的步骤如下：采集数据；计算流速比；获得射流轴线；无量纲化；线性拟合获取斜率；得到射流初始段轴线公式；获取各个时刻在对数坐标下的弯曲段射流曲线；得到射流弯曲段轴线公式；形成完整公式。本发明通过将潮流条件下垂直射流的整条射流曲线分为初始段和弯曲段进行分别拟合，并将初始段和弯曲段射流曲线分别用与流速比相关的直线和幂函数曲线进行描述，最终获得完整潮周过程中整条射流曲线的精确计算公式，为垂直浮力射流出口的工程设计提出了有力的依据。

主权项

一种潮流环境下垂直浮力射流的射流轴线计算方法，其特征在于，所述方法的步骤如下：采集数据的步骤：用于连续采集完整潮周涨落潮变化过程中的射流浓度场、并同步测量环境潮流流速的变化；计算流速比的步骤：用于提取涨落潮过程中多个时刻的浓度场，并计算各个时刻的流速比；获得射流轴线的步骤：用于制作多个时刻射流浓度场的浓度等值线，连接每个时刻浓度等值线的最远点，获得各个时刻的射流轴线；无量纲化的步骤：用于将各个时刻的射流轴线无量纲化，并将射流轴线分为两个区：初始段和弯曲段；线性拟合获取射流轴线初始段斜率的步骤：针对各个时刻的射流轴线初始段进行线性拟合，获取各个时刻的斜率，各个时刻的斜率与流速比相关；得到射流轴线初始段公式的步骤：用于进行射流轴线初始段的计算：针对各个时刻射流初始段斜率与流速比进行拟合，将各个时刻射流轴线初段轴线公式统一到一个公式来描述完整潮周涨落潮过程中的射流初始段轴线，可获得初始段射轴线公式：，其中：x、z分别为射流浓度轴线在水平方向和竖直方向上的投影，D为喷口直径，A、B为常数，R为流速比；获取各个时刻在对数坐标下的弯曲段射流曲线的步骤：用于针对每个时刻的射流轴线，对弯曲段射流轴线横坐标与纵坐标取对数，可得到各时刻在对数坐标下的射流轴线，对数坐标下射流轴线呈线性分布，而且各个时刻射流轴线斜率相同、均为k₂，截距与流速比相关；得到射流轴线弯曲段公式的步骤：用于计算每个时刻的流速比，并针对对数坐标下各个时刻射流轴线的截距和射流比进行拟合，获得射流初始段截距与射流比的关系曲线，将各个时刻的射流轴线弯曲段公式统一到一个公式来描述完整潮周涨落潮过程中的射流弯曲段轴线，所述的关系曲线经拟合得到完整潮周涨落潮过程中的射流轴线弯曲段公式如下：，其中：k₂为对数坐标下射流轴线斜率，A₂与B₂为常数；形成完整公式的步骤：用于将初始段和弯曲段公式结合形成完整潮流环境下垂直浮力射流的射流轴线计算公式：射流初始段轴线为：，射流弯曲段轴线为：。