明渠紊流流速分布公式的对比和研究

摘要

本论文对比和研究了适用于光滑和粗糙床面明渠的各种流速分布公式，并使用激光测速仪实测了光滑和粗糙床面明渠均匀流和非均匀流的垂线流速分布。利用实测的实验资料，本文对比了各流速分布公式的优缺点、特性及其适用性等，并探究其间的异同，为进一步研究明渠水流和进行水力计算提供了一些有价值的结论。 1.在详细综述和总结前人研究成果的基础上，本论文分析和总结了各流速分布公式的特点。 2.采用水槽实验方法，利用先进的激光测速仪，开展了不同组合实验研究工作，比较了光滑和粗糙明渠缓坡条件下均匀流和非均匀流情况下流速分布规律，分析了现有明渠流速分布对数律和指数律公式的适用性，推算了不同条件下对数律公式和指数律公式相应的公式系数。根据实验结果，提出了相应的拟合经验公式，并分析比较了床面摩阻流速确定方式的不同对速度分布带来的误差。 3.根据前人研究的方法和实测的实验数据，提出了一个适用于粗糙床面均匀流和非均匀流的流速分布公式，并用实验数据验证其适用性。在此公式中没有出现摩阻流速，避免了在非均匀流情况下因计算或测量求摩阻流速带来的误差，给该公式的应用带来很大便利。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1概述

1.2明渠紊流的分区结构

1.3光滑床面明渠对数律流速分布的研究现状

1.3.1光滑床面明渠均匀流对数律流速分布

1.3.2光滑床面明渠非均匀流对数律流速分布

1.4粗糙床面明渠对数律流速分布的研究现状

1.4.1粗糙床面明渠均匀流对数律流速分布

1.4.2粗糙床面明渠非均匀流对数律流速分布

1.5对数律公式和用尾流律修正的对数律公式对比

1.6明渠指数律流速分布的研究现状

1.7明渠紊流速度分布的抛物线形式的研究现状

1.8明渠紊流速度分布的其他形式的研究现状

1.9影响流速分布的重要因素

1.10其他影响条件下流速分布的研究

1.10.1泥沙影响下水流流速分布的研究

1.10.2含植物水流流速分布的研究

1.10.3其他条件下水流流速分布的研究

1.11本文的主要工作

第二章各流速分布公式的对比和研究

2.1引言

2.2各流速分布公式的对比和研究

第三章实验仪器设备与实验方法

3.1实验仪器设备简介

3.1.1实验水槽及测量仪器

3.1.2激光测速基本原理

3.1.3激光测速仪简介

3.2实验方法

第四章光滑床面明渠均匀流流速分布

4.1引言

4.2各流速分布公式与光滑床面明渠均匀流的实验数据对比

4.3小结

第五章光滑床面明渠非均匀流流速分布

5.1引言

5.2各流速分布公式与光滑床面明渠非均匀流的实验数据对比

5.3小结

第六章粗糙床面明渠均匀流流速分布

6.1引言

6.2实验设备和实验方法

6.3各流速分布公式和粗糙床面明渠均匀流的实验数据对比

6.5小结

第七章粗糙床面明渠非均匀流流速分布

7.1引言

7.2各流速分布公式和粗糙床面明渠非均匀流的实验数据对比

7.3小结

第八章结论和展望

8.1结论

8.2有待进一步研究的问题

参考文献

致谢