МОДЕЛЬ СВОБОДНОГО РАСТЕКАНИЯ БУРНОГО ПОТОКА ЗА ПРЯМОУГОЛЬНОЙ ТРУБОЙ
МОДЕЛЬ СВОБОДНОГО РАСТЕКАНИЯ БУРНОГО ПОТОКА ЗА ПРЯМОУГОЛЬНОЙ ТРУБОЙ
DOI:
https://doi.org/10.22337/2587-9618-2022-18-2-74-84Ключевые слова:
математическая модель, двухмерный в плане водный поток, уравнения движения, силы сопротивления, уравнения энергии потока, линия тока, гидродинамический напор, параметры растекания потока, свободное растекание потока в отводящее руслоАннотация
Рассматривается свободное растекание бурного, стационарного, двухмерного в плане, открытого, потенциального, водного потока в широкое отводящее русло за безнапорной трубой прямоугольного сечения. Математическая модель потока в физической плоскости описывается в виде системы нелинейных дифференциальных уравнений движения в частных производных. При переходе в плоскость годографа скорости нелинейная система уравнений трансформируется в линейную систему относительно частных производных. Пользуясь полученной системой уравнений аналитически решены различные задачи по течению двухмерных водных потоков. Определены параметр кинетичности t потока и угол q, характеризующий направление вектора местной скорости потока в точках пересечения произвольной эквипотенциали и произвольной линии тока. Найдены координаты X, Y этих точек. Учтены особенности изменения угла θ при переходе вертикального фронта XД.
Предложен модуль перехода от двумерной в плане модели течения водного потока к одномерной. Этот модуль необходим для использования законов сопротивления потоку и учету сил сопротивления.
Модель, предложенная в работе представляет собой развитие аналитических методов расчёта потенциальных потоков с заранее неизвестными границами и до расширения потока β = 7÷10. Позволяет с погрешностью не превышающую 10% определять весь спектр геометрических и кинематических параметров потока.
Адекватность модели по всем параметрам потока до расширения β = 7÷10 улучшает адекватность по ранее существующим методам, что позволяет проектировщикам ГТС дорожных водопропускных сооружений повышать их надёжность.
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2022 International Journal for Computational Civil and Structural Engineering

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-ShareAlike» («Атрибуция — Некоммерческое использование — На тех же условиях») 4.0 Всемирная.
