Растекание двухмерного планового потока в нижнем бьефе водопропускных сооружений
Диссертация
Для гашения избыточной кинетической энергии потока, перевода его из бурного состояния в спокойное, предпочтительным является метод активного воздействия на поток, который позволяет обратить энергию потока против самого себя, максимально отбросить транзитную струю от гидросооружения, ослабить размывающую способность потока за сооружением, добиться того, чтобы скорости жидких частиц потока… Читать ещё >
Содержание
- 1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА О ДВУХМЕРНЫХ ПЛАНОВЫХ ТЕЧЕНИЯХ
- 1. 1. Недостатки дорожного проектирования и совершенствование гидравлических расчетов сооружений дорожного водоотвода
- 1. 2. Критический анализ методов решения прямых задач теории двухмерных плановых потоков
- 1. 3. Постановка задачи по растеканию бурного потока в нижнем бьефе гидросооружений
- 1. 4. Основные уравнения двухмерных плановых потоков
- 1. 5. Частные случаи уравнений течения двухмерных плановых потоков и возможные постановки задач
- Выводы по первой главе
- 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДА РЕШЕНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ЗАДАЧ ПО РАСТЕКАНИЮ ДВУХМЕРНЫХ В ПЛАНЕ ПОТЕНЦИАЛЬНЫХ ПОТОКОВ ВОДЫ
- 2. 1. Различные схемы растекания двухмерных плановых потоков
- 2. 2. Вывод квазилинейного уравнения для потенциала скоростей плановых потоков
- 2. 3. Приведение квазилинейных уравнений движения двухмерного потока к виду с безразмерными коэффициентами при старших производных
- 2. 4. Вывод уравнения движения двухмерного планового потока для функции тока
- 2. 5. Представление уравнения для потенциальной функции двухмерного планового потока в параметрической форме
- 2. 6. Представление уравнения для линий тока в параметрической форме
- 2. 7. Вычисление расхода потока вдоль живого сечения
- Выводы по второй главе
- 3. НАХОЖДЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ БУРНОГО СВОБОДНОРАСТЕКАЮЩЕГОСЯ ПОТОКА ЗА ПРЯМОУГОЛЬНОЙ ТРУБОЙ
- 3. 1. Постановка двухмерной плановой задачи в случае свободного растекания
- 3. 2. Модель двухмерного бурного планового потока для случая радиального растекания
- 3. 3. Построение формальных решений двухмерной плановой задачи для потенциальной функции, линий тока и для функции тока
- 3. 4. Постановка двухмерной плановой задачи для потенциала потока и для функции тока в параметрической форме
- 3. 5. Построение решения двухмерной плановой задачи для потенциальной функции
- 3. 6. Построение модельной функции тока для двухмерного планового течения
- 3. 7. Построение модельных функций скоростного коэффициента потока и относительной глубины на оси плана течения
- 3. 8. Нахождение аналитического представления для эквипотенциалей потока
- 3. 9. Нахождения расстояния до створа полного растекания потока
- Выводы по третьей главе
- 4. РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПОТОКА В НИЖНЕМ БЬЕФЕ ГИДРОСООРУЖЕНИЙ ЗА ЛИНИЕЙ ФРОНТА КОСОГО ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ПРЫЖКА
- 4. 1. Универсальный метод определения параметров косого прыжка в задачах гидравлики двухмерных в плане бурных потоков
- 4. 2. Описание условий предельного растекания потока в нижнем бьефе за трубчатыми водопропускными сооружениями
- 4. 3. Методика расчета основных параметров потока при свободном растекании в нижнем бьефе гидросооружений
- 4. 4. Примеры выполнения расчета параметров двухмерного планового потока
- 4. 5. Выводы к четвертой главе
- 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И СОПОСТАВЛЕНИЕ С ТЕОРЕТИЧЕСКИМИ ПАРАМЕТРАМИ ДВУХМЕРНОГО ПЛАНОВОГО ПОТОКА
- 5. 1. Описание лабораторной установки, оборудования, методики проведения исследований и состава опытов
- 5. 2. Методика планирования эксперимента
- 5. 3. Выбор масштаба модели дорожного водоотвода, автомодельность и оценка погрешностей параметров потока
- 5. 4. Анализ результатов экспериментальных исследований
- 5. 5. Сравнение результатов эксперимента с теоретическим уравнением для крайней линии тока
- 5. 6. Сравнительный анализ с данными эксперимента теоретической кривой глубины на оси плана течения
- 5. 7. Сравнение с экспериментом теоретической кривой скорости потока на оси плана течения
- 5. 8. Сопоставление экспериментальных данных с теоретической формулой расстояния до створа полного растекания
- 5. 9. Сравнение расчетных формул и экспериментальных данных свободно растекающегося потока с результатами других исследователей
- Выводы по пятой главе
Список литературы
- Справочник по гидравлике / Под ред. В. А. Большакова. изд. 2-е, пере-раб. и доп. — Киев: Вища школа, 1984. — 343 с.
- Емцев Б.Т. Двухмерные бурные потоки. М: Энергия, 1967. — 212с.
- Коханенко В.Н. Двухмерные в плане бурные стационарные потоки за водопропускными сооружениями в условиях свободного растекания: Дис. д-ра техн. наук. 05.23.16. М., 1997.-238с.
- Шеренков И.А. Прикладные плановые задачи гидравлики спокойных потоков. М.: Энергия. 1978. — 240 с.
- Милитеев А.Н., Тогунова Н. П. Метод расчета сопряжения бьефов в пространственных условиях // Гидравлика сооружений оросительных систем. Тр. НИМИ. — Новочеркасск, 1976. — Т. 18. — Вып. 5. — С. 180−194.
- Высоцкий Л.И. Управление бурными потоками на водосбросах. М.: Энергия, 1977.-280с.
- Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. Изд-во Дрофа, 2003. -840с.
- В.Н. Коханенко, М. Н. Цивин, О. Л. Кольченко. Численный метод расчета линий косых гидравлических прыжков в задаче свободного растекания бурного потока // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Технические науки. Новочеркасск, 1997. — Т.З. — С. 88−91.
- Тихонов А.Н., Самарский А. А. Уравнения математической физики. -М.: Наука, 1972.-735 с.
- Камке Э. Справочник по дифференциальным уравнениям в частных производных первого порядка. Перевод с нем. М.: Наука, 1966. — 261 с.
- Камке Э. Справочник по обыкновенным дифференциальным уравнениям. Перевод с нем. Изд. 4-е, исправл. и доп.- М.: Наука, 1971. 576 с.
- Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука, 1970. — 720 с.
- Есин А. И. Развитие теории и методов расчета стационарных и нестационарных движений воды: Автореф. дис. д-ра. техн. наук. 05.23.16. М., 2004 г.-48 с.
- Коханенко В.Н. Двухмерные в плане течения бурные потоки за круглыми водопропускными трубами (дис. на соискание ученой степени к.т.н.). Москва: МАДИ, 1992. 240 с.
- Фетисов В.Г., Мицик М. Ф. Аналитический метод расчета основных параметров двухмерного планового потока // Математические методы в технике и технологиях. 4.1.: Тр. Междунар. науч. конф. С.-Пб. 2000. -С.8−9. (автор — 50%).
- Фетисов В.Г., Мицик М. Ф. Уравнения двухмерной плановой задачи для функции тока // Компьютерные технологии в науке, проектировании и производстве. 4. VIII: Тез. докл. II всерос. науч.-тех. конф. Нижний Новгород, 2000. — С.31−32. (автор — 50%).
- Мицик М.Ф., Фетисов В. Г. Аппроксимации Паде в динамической модели двухмерного планового потока // Новые технологии управления движением технических объектов: Материалы 3-й междунар. науч.-тех. конф. Новочеркасск, 2001. Т.З. — С.48−51. (автор — 70%).
- Мицик М.Ф., Фетисов В. Г. Моделирование динамики жидкостных потоков как объектов управления // Изв. вузов. Сев. Кавк. регион. Техн. науки. — 2000. — № 4. — С. 122. (автор — 70%).
- Мицик М.Ф., Фетисов В. Г. Управление плановыми потоками жидкости на основе результатов моделирования потенциальной функции // Изв. вузов. Сев. — Кавк. регион. Техн. науки. 2003. — № 4. — С. 122. (автор -70%).
- Перевозников Б.Ф. Водоотвод с автомобильных дорог. М.: Транспорт, 1982.- 190 с.
- Константинов Н.М. Гидравлико-экологическое воздействие дорог на бассейн малых рек: тез. докл. Всесоюзного научн.-техн. семинара «Охрана и использование водных ресурсов малых рек», Курск, 1989. С.3−5.
- Лилицкий Г. А. Исследования растекания бурного потока в нижнем бьефе водопропускных сооружений// Гидравлика и гидротехника: Респ. межвед. научн.-техн. сб. Киев: Техника, 1966. — Вып. 2. — С.78−84.
- Цивин М.Н. Исследование сопряжения бьефов прямоугольных водопропускных труб и быстротоков при свободном растекании бурного потока: автореферат. канд. техн. наук: 05.14.09-Киев, 1981.-22 с.
- Кольченко О.Л. Управление кинематической структурой двухмерного бурного потока за трубчатыми водосбросными сооружениями. Автореферат. канд. техн. наук: 05. 14. 09. Киев, 1987. — 20с.
- Шеренков И.А. О плановой задаче растекания струи бурного потока несжимаемой жидкости. Известия АН СССР. ОТН, 1958. — № 1. — С.72,-78.
- Константинов Н.М. Некоторые вопросы гидравлики нижнего бьефа малых дорожных водопропускных сооружений при свободном растекании бурного потока// Гидравлика дорожных водопропускных сооружений. -Киев, 1969. — С.255−269.
- Васильев О.Ф., Темноева Т. А., Шугрин С. М. Численный метод расчета неустановившихся течений в открытых руслах. Изв. АН СССР. Механика. М., 1965. — № 2. — С.43 — 58.
- Понтрягин Л.С. Обыкновенные дифференциальные уравнения. М.: Наука, 1970.-332 с.
- Киндерлерер Д., Стампаккья Г. Введение в вариационные неравенства и их приложения. Пер. с англ. М.: Мир, 1983. — 256 с.
- Люк Ю. Специальные математические функции и их аппроксимации. Пер. с англ. -М.: Мир, 1980. 609 с.
- Полянин А.Д. Справочник по линейным уравнениям математической физики. М.: Физматлит, 2001. — 576с.
- Чаплыгин С.А. Избранные труды/ Механика жидкости и газа. Математика. Общая механика. М.: Наука, 1976. — 496с.
- Цивин М.Н., Ткаченко Н. И., Кольченко О. Л. О предельном расширении двухмерного бурного потока// Гидромелиорация и гидротехническое строительство. Львов, 1987. Вып. 15.-С. 41−44.
- Коханенко В.Н. Вывод основной системы уравнений движения двухмерного потока в плоскости годографа скорости и поиск ее частных решений (монография). М., 1996 98с. -Деп. в ВИНИТИ 10.12.96 № 3584 -В 96.
- Х. Шенн. Теория инженерного эксперимента. Под редакцией чл.-корр АН СССР Н. П. Бусленко. Перевод с английского Е. Т. Коваленко. М., 1997 г.-214 с.
- Крамер Г. Математические методы статистики. М.: Мир, 1975. 435 с.
- Научно-технические проблемы гидравлики дорог и дорожных соруже-ний / Под ред. Л. И. Высоцкого. Саратов: СПИ, 1987. — 124 с.
- Ляхтер В.М., Прудовский A.M. Гидравлическое моделирование. — М.: Энергоатомиздат, 1984. 392 с.
- Альтшуль А.Д. и др. Гидравлика и аэродинамика: Учебник для вузов/ -М.: Стройиздат, 1987.-414 с.
- Сухомел Г. И. Вопросы гидравлики открытых русел и сооружений. -Киев., Изд-во АН УССР, 1949. 314 с.
- Совершенствование методов гидравлических расчетов водопропускных и очистных сооружений: Межвуз. научн. сб./ Саратов, гос. техн. ун-т. Редкол.: Л. И. Высоцкий и др. Саратов, 1994. — 94 с.
- Есин А.И. Задачи технической механики жидкости в естественных координатах / ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ». Саратов, 2003. 144 с.
- Карасев И.Ф. Стохастические методы речной гидравлики и гидрометрии. СПб.: Гидрометеоиздат, 1992. — 208 с.
- Замков О. О., Толстопятенко А. В., Черемных Ю. Н. Математические методы в экономике: Учебник. М.: МГУ им. М. В. Ломоносова, Издательство «ДИС», 1997. -368с.
- Мирцхулава Ц.Е. Размыв русел и методика оценки их устойчивости / Монография, М., «Колос», 1967, 179 с.
- Гидравлика гидротехнических сооружений. СПб., 2002. — 262 с. / Всероссийский гос. НИИ гидротехники им. Б. Е. Веденеева.
- Вариационные принципы и задачи со свободными границами / Фридман А.- пер. с англ. Т.Н. Рожковой- под ред. Н. Н. Уральцевой. М. Наука, 1990.-536 с.
- Студеничников Б. И. Размывающая способность потока и методы русловых расчетов. Стройиздат, 1964. 132 с.
- Франкль Ф.И. Теоретический расчет неравномерного бурного потока на быстротоке // Труды Киргизского университета. Физико -математический факультет. 1955. Вып. 3.-228 с.
- Кумин Д.И. Гидравлический расчет крепления в нижнем бьефе водосбросов. М., Госэнергоиздат., 1955. 57 с.
- Нумеров С.Н. Об учете сил сопротивления при построении плана бурного течения // Труды ЛПИ. 1948. № 5. 119 с.
- Ландау Л.Д., Лифшиц Е. М. Курс теоретической физики. Гидродинамика. Т.6. М. Наука. 2003. — 736 с.
- Штеренлихт Д. В. Гидравлика. 3-е изд., перераб. М.: Колосс, 2005. -656 с.
- Слисский С.М. Расчет сопряжения бьефов при поверхностных режимах при истечении из-под щита. Гидротехн. строит-во, 1952. № 4, С.44−45.
- Ларьков В. М, Водопропускные сооружения низконапорных гидроузлов (с глухими плотинами): Учебн. пособие. Мн. Ураджай, 1990. — 351 е.: ил. — (Учебн. пособия для с.-х. вузов).
- Лаврентьев М.А., Шабат Б. В. Проблемы гидродинамики и их математические модели. М. Наука. 2003. — 416 с.
- Косиченко Ю.М., Храпковский В. А. Лабораторный практикум по гидравлике/ Учебное пособие, НГМА: — Новочеркасск, 2005. — 164 с.
- Гиргидов А.Д. Механика жидкости и газа (гидравлика). Учебное пособие. 2-е изд.- СПб.: Изд-во СПбГТУ, 2003. 545 с.
- Шаталов М.Л. Взаимодействие бурного потока с конструкциями дорожных сооружений. Гидравлика дорожных водопропускных сооружений. Сб. научн. трудовМАДИ.- М., 1976.-Вып. 121. -С.24.-27.
- Лилицкий Л.А. Сечение полного растекания бурного потока при внезапном расширении русла// Гидравлика и гидротехника: Респ. межвед. научн.-техн. сб. Киев. Техника, 1966. — вып. 3. — С.93−97.
- Богомолов А.И., Боровков B.C., Майрановский Ф. Г., Высокоскоростные потоки со свободной поверхностью. М. Стройиздат. 1979. 347 с. -Учебн. пособие для студентов спец. «Гидротехника».
- Рауз. X. Механика жидкости для инженеров-гидротехников. М., Л.: Госэнергоиздат, 1958. — 368с.73.1ppen А.Т. Mechanics of Supercritical Flow. Proceedings American Society of Civil Engineers. Nov, 1949, Vol 75, № 9.-178 p.
- Слисский C.M. Гидравлические расчеты высоконапорных гидротехнических сооружений. М., Энергоатомиздат, 1986. 335 с.
- Смирнов М.М. Дифференциальные уравнения в частных производных второго порядка. М. Наука, 1964. — 202 с.
- Гидравлические расчеты водосбросных гидротехнических сооружений: Справочное пособие. М.: Энергоатомиздат. 1988. — 624 е.: ил.
- Курант Р. Уравнения с частными производными. -М.: Мир. 1964. -249 с.
- Серрин Дж. Математические основы классической механики жидкости. -ИЛ, М., 1963.-134 с.
- Эббот М.Б. Гидравлика открытого потока. М. Энергоатомиздат, 1983. — 272 с.
- Роже Пейре, Томас Д. Тейлор. Вычислительные методы в задачах механики жидкости. JI. Гидрометеоиздат. 1986. — 352 с.
- Курант Р., Гильберт Д. Методы математической физики, т.1. М., Гос-техиздат, 1951.-525 с.
- Соболев C.JI. Уравнения математической физики. М. Гостехиздат, 1966.-444 с.
- Леви И.И. Моделирование гидравлических явлений. 2-е изд., перераб. и доп. — Л. Энергия, 1967. — 235 с.
- Чоу В. Т. Гидравлика открытых каналов. М. Стройиздат, 1969. — 464 с.
- Гатилло С.П. К определению геометрических масштабов физических моделей трубчатых водосбросов// Водное хозяйство и гидротехническое строительство. Минск. Вышэйша школа, 1982. — Вып. 12. — С.55−58.
- Невский В.В., Копац Л. Н., Смирнов Ю. С. Гидравлика, гидрология, гидрометрия. М. Транспорт, 1988. — 232 с.
- Цивин М.Н., Абраменко П. И. Гидрометрия: теория и практика измерения скорости течения воды в открытых каналах. К., Г и М, 2004. — 108 с.
- Лятхер В.М. Турбулентность в гидросооружениях. -М.: Энергия, 1968. -408 с.
- Железняков Г. В. Теория гидрометрии. Л. Гидрометеоиздат, 1976.— 343 с.
- Фидман В.А. Измерение турбулентности водных потоков//Вопросы гидрологического приборостроения. Л. Гидрометеоиздат, 1977. — № 6. -С.190−195.
- Алтай Н.Н. К вопросам теории и практического применения гидрометрических вертушек// Применение радиоэлектроники и телеметрии при гидрогеологических исследованиях. Тр. ГГИ. Л. Гидрометеоиздат, 1974. -Вып. 215.-С.51−63.
- Bennet G.P., Mc Quivey R.S. Comparison of a propeller flow meter with a hot-film anemometer in measuring turbulence in movable boundary open-channels flows. Geol. Surv. Profess. Pap., 1970. № 700. — В. — P.254−262.
- Ippen A.T., Harleman D.R.F. Verification of theory for oblique standing waves. «Proc. ASCE». 1954, № 10, p.p. 1−17
- Takeda R., Kawanami M. The influence of turbulence on the characteristic of the propeller current meters. Trans, Soc, Mtch. Eng., 1978, 44, № 383. — p. 2389−2394.
- Takeda R. A design method on propeller current meters. Trans, ASME. T. Tluids Eng. 1978, 100, № 10. — p. 83−90.
- Чугаев P.P. Гидравлика (техническая механика жидкости). 4-е изд. — М., JI.: Энергоиздат, 1982. — 672 с.
- Чертоусов М.Д. Специальный курс гидравлики. Гидрометеоиздат. Ленинград, 1962. — 630 с.
- Скиба М.М. О внутреннем механизме прыжка воды (монография). НИМИ, 1958.- 180 с.
- Байокки К., Капело А. Вариационные и квазивариационные неравенства. Приложения к задачам со свободной границей. Пер. с англ. М.: Наука, 1988.-488 с.
- Мелещенко Н.Т. Плановая задача гидравлики открытых водотоков. Известия ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева, т.36., 1948. С.33−59.
- Вернадский Н.М. Теория турбулентного потока и ее применение к построению плана течений в открытых водоемах. Материалы по гидрологии, гидрографии и водным силам СССР. М., Л.: Госэнергоиздат, 1933, вып. 20. — 83с.
- Мицик М.Ф. Экспериментальные исследования по свободному растеканию двухмерных бурных в плане потоков воды при их истечении в широкое отводящее русло. // Изв. вузов. Сев.- Кавк. регион. Техн. науки. -2005. Прил. № 4. С. 80−82.