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申请/专利权人：南昌工程学院;江西省赣抚平原水利工程管理局(江西省灌溉试验中心站)

摘要：本发明公开了一种基于CFD的预测倾斜矩形堰流量的方法，通过倾斜矩形堰现场测试及其数值模拟确定所选数值模拟方法的相对误差；然后通过所选数值模拟方法大规模对倾斜矩形堰进行数值计算获得目标参数，再通过获得的所选数值模拟方法的相对误差对目标参数进行校正获得通过数值模拟得到的现场测试数据；再对计算得到的倾斜矩形堰有效堰上水深放大系数与倾角的关系进行非线性拟合得到准确的表达式常数系数；当渠道中设置给定倾角及对应堰高的倾斜矩形堰后，测得倾斜矩形堰上游水深带入流量表达式即可得到实时的倾斜矩形堰流量。本发明能够准确合理地预测倾斜矩形堰的流量。

主权项：1.一种基于CFD的预测倾斜矩形堰流量的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤S1：根据水力学原理建立倾斜矩形堰流量表达式，式中Q为倾 斜矩形堰流量，单位为m3s，C为倾斜矩形堰流量系数；g为重力加速度，统一取值为9.81m s2；B为倾斜矩形堰有效堰宽，单位为m；K为倾斜矩形堰有效堰上水深放大系数；H为倾斜矩 形堰有效堰上水深，单位为m； 步骤S2：对给定的倾角θ及对应倾斜矩形堰堰高p、倾斜矩形堰堰长L的倾斜矩形堰，在相同条件下分别进行现场测试和数值模拟，确定倾斜矩形堰数值模拟时的相对误差η，输出采用的数值模拟方法；步骤S3：对若干不同的倾角θ及对应倾斜矩形堰堰高p的倾斜矩形堰进行数值模拟，通过计算流体动力学后处理软件进行数据处理，得到数值模拟条件下不同的倾斜矩形堰流量Q对应的倾斜矩形堰的数值模拟堰上水深h’，再通过步骤S2中倾斜矩形堰数值模拟时的相对误差η进行校正，得到通过数值模拟得到的倾斜矩形堰现场测试水深h，h=h’×η；步骤S4：对步骤S3中不同的倾角θ对应的倾斜矩形堰堰上水深放大系数K进行求解；步骤S5：建立倾斜矩形堰堰上水深放大系数K与倾角θ的表达式，表达式为K=-α×θ90+β，α和β为表达式常数系数；步骤S6：将步骤S4中不同的倾角θ及对应的倾斜矩形堰堰上水深放大系数K带入步骤S5求得表达式常数系数的解析解α*和β*，则求得倾斜矩形堰堰上水深放大系数K与倾角θ的表达式为K=-α*×θ90+β*；步骤S7：将步骤S1赋值后的倾斜矩形堰流量系数C、倾斜矩形堰有效堰宽B和倾斜矩形堰有效堰上水深H，以及步骤S6中倾斜矩形堰堰上水深放大系数K与倾角θ的表达式分别代入步骤S1的倾斜矩形堰流量表达式，得到倾斜矩形堰的流量为： 将倾斜矩形堰的倾角θ及对应倾斜矩形堰堰高p和对应的倾斜矩形堰现场测试水深h均带入后，即可求得实时预测的倾斜矩形堰流量Q，其中b为倾斜矩形堰实际堰宽。

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