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利用VB开发可视化计算程序快速实现明渠不同条件下的水力计算

添加时间:2014-10-15

  水力学分析问题常采用的是一元流理论,然而实际工程问题大多属于二元流甚至三元流,要精确地分析这些水力学复杂问题,必须从其控制微分方程出发,水力学相关软件可以简化这些计算,而纵观国际上的大型水力学计算软件 , 如 Delft3D、SMS、MIKE 等 , 其计算程序均使用 FORTRAN 编写,对设计或施工人员专业知识水平要求较高,而 VB 编程作为一种解决水力相关计算问题的工具,是借助于计算机数值模拟的方法来实现的,它不仅把水力计算繁琐或重复的过程程序化,大大节省了工作时间,而且 VB 编程简单、面向大众化,可以根据实际水力条件来设计不同的计算程序。

  1、明渠恒定非均匀流临界水深

  明渠中由于渠道断面的几何形状或尺寸、粗糙度或底坡沿程改变,或在明渠中修建人工建筑物等都会改变水流的均匀状态,造成水深和流速等水利要素沿程改变,从而产生非均匀流动,明渠恒定非均匀流特点是明渠的底坡线、水面线、总水头线彼此互不平行。

  2、棱柱体明渠水面曲线

  当棱柱体明渠中通过一定流量时,由于底坡、上下游进出流边界条件差异及渠道内建筑物所形成的控制水深不同,明渠中的水流可以形成 12 种不同形式的水面曲线,通常可以通过经验对这些水面曲线进行定性判断,但在实际水利工程中,还需定量知道非均匀流断面的水力要素变化,如水深、断面平均流速等,即要对水面曲线进行具体计算和绘制。

  3、总结

  水力学计算中经常会遇到一些繁琐的计算方法,如二分法、迭代法、公式计算法等,这些方法人工计算量大,费时费力,VB开发可视化计算程序恰好巧妙解决了这一问题,把复杂、重复性的工作交给电脑。运用 VB 编程解决水利工程的实际问题是计算水力学的一部分,随着计算机 VB 编程软件的发展,计算水力学将进一步取代经典水力学中一些近似计算法和图解法,例如管网和渠系的过水或输沙(排污)能力的计算、有水轮机负荷改变时水力震荡系统的稳定性计算研究等等。

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