三种抛物线形断面收缩水深的直接计算公式

doi:10.11988/ckyyb.20140241

长江科学院院报 ›› 2015, Vol. 32 ›› Issue (9): 90-93.DOI: 10.11988/ckyyb.20140241

三种抛物线形断面收缩水深的直接计算公式

代述兵¹,刘韩生¹,卞晓卫²,杨吉健¹

1.西北农林科技大学水利与建筑工程学院,陕西杨凌 712100;
2.中国水电顾问集团贵阳勘测设计研究院,贵阳 550081

收稿日期:2014-03-31 出版日期:2015-09-20 发布日期:2015-09-10
通讯作者: 刘韩生(1962-),男,陕西韩城人,教授,博士,主要从事水工水力学和高速水流研究,(电话)13319231569(电子信箱)hanshengliu@126.com。
作者简介:代述兵(1990-),男,四川安岳人,硕士研究生,主要从事水工建筑物与高速水流方面的研究,(电话)18771976372(电子信箱)daishubing1990@163.com。

Formula of Direct Calculation of Water Depth in Three Parabolic-shaped Channels with Contracted Section

DAI Shu-bing¹, LIU Han-sheng¹, BIAN Xiao-wei², YANG Ji-jian¹

1.College of Water Resources and Architectural Engineering, Northwest A & F University, Yangling 712100, China;
2.Power China Guiyang Engineering Corporation Limited, Guiyang 550081, China

Received:2014-03-31 Online:2015-09-20 Published:2015-09-10

摘要/Abstract

摘要： 为了得到半立方、平方、立方抛物线形断面收缩水深的直接计算公式,通过对这3种抛物线形断面收缩水深的基本方程恒等变形,得到了一个无量纲收缩水深的高次方程。该方程无法直接求得其理论解,而继续推导得到了无量纲收缩水深的迭代公式。且利用1stopt软件,基于遗传算法,对给定非线性函数模型进行参数优化拟合,建立了半立方、平方、立方抛物线形渠道收缩水深的直接计算公式。误差分析和实例计算结果表明:在工程常用范围λ∈[0.01,0.6]内,半立方、平方、立方抛物线形渠道收缩水深的最大相对误差分别仅为0.064%,-0.091%,0.136%,直接计算公式形式简捷、精度高、使用范围广。

关键词: 半立方抛物线形断面, 平方抛物线形断面, 立方抛物线形断面, 1stopt软件, 遗传算法, 收缩水深

Abstract: In order to get the direct calculation formula of water depth in semi-cubic, square, and cubic parabola-shaped channels with contracted section, we identically transformed the basic equation of contraction water depth and obtained higher degree equation of non-dimensional contraction depth. But it could not be solved theoretically, so we obtained the iterative calculation formula of non-dimensional contraction depth by further transformation. Furthermore we employed 1stOpt software to optimize and fit the established nonlinear model parameters based on genetic algorithm and built the direct calculation formula of contraction depth for the semi-cubic, square, and cubic parabola-shaped sections. Error analysis and calculation example show that the maximum relative error is respectively 0.064%, -0.091%, and 0.136% within common engineering range λ∈[0.01,0.6]. The direct calculation formula is convenient, and has high precision and wide range of application.

Key words: semi-cubic parabola-shaped section, square parabola-shaped section, cubic parabola-shaped section, 1stOpt software, genetic algorithm, contraction water depth

中图分类号:

TV131.4

代述兵,刘韩生,卞晓卫,杨吉健. 三种抛物线形断面收缩水深的直接计算公式[J]. 长江科学院院报, 2015, 32(9): 90-93.

DAI Shu-bing, LIU Han-sheng, BIAN Xiao-wei, YANG Ji-jian. Formula of Direct Calculation of Water Depth in Three Parabolic-shaped Channels with Contracted Section[J]. JOURNAL OF YANGTZE RIVER SCIENTIFIC RESEARCH INSTI, 2015, 32(9): 90-93.

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