圣维南方程
修改和扩展形式(从文件中读、1988、1992)的一维把方程(1)和(2)由质量守恒方程,即dQ / dx + dsc (A + A0) / dt - q = 0 (29)
和动量方程,即。阿,[%为)/ dt + d (PQ2 /) / dx] + gA (dh / dx +科幻+ S L ^ + + + WfB = 0 (30)
Q是放电,h是水面高度,一个是活跃的横截面积的流,A0是不活跃(off-channel存储)的横截面积,sr和sm面积加权和conveyance-weighted错综复杂因素,分别(德龙、1986、1989),其中正确的离开蜿蜒的银行渠道轴的冲击平原,x是纵向mean-flow-path沿着水道的中心距离测量(通道和泛滥平原),t, Q是外侧流入或流出每直线距离沿着水道(流入是积极和流出是负的),这是一个数字滤波器(0 < < 1,通常是一个= 1)使方程能够妥善处理混合亚临界、超临界流(从文件中读et al ., 1996)在数值解(见讨论亚临界和超临界混流更多的在本章后面),fi的动量系数不均匀的横截面内的速度分布,g是重力加速度不变,科幻是边界摩擦的斜率,鳞状细胞癌是扩张/收缩(大涡流损失)斜率,和S,是泥浆的粘性耗散斜率/泥石流。
摩擦的斜率。边界摩擦的斜率(Sf)被重新安排曼宁情商评估。(3)均匀,稳定流入下面的形式:
科幻小说= n2 \ \ Q / (iL2A2 ^) = \ \ Q / K2 (31)
n是曼宁的摩擦阻力系数(Chow, 1959;巴恩斯,1967;Arcement和施耐德,1984;Jarrett, 1984;和从文件中读,1989),R是水力半径,p是一个单位转换因子(1.49美国单位和1.0 SI),和K通道传输的因素。问的绝对值是用来正确占可能发生逆转(负面)流动。运输配方是首选(数值和准确性方面的考虑)复合通道宽,平漫滩或冲积平原K代表的总和的运输通道(这是纠正除以sm)的弯曲效应,和左和右泛滥平原地区的交通工具。
当运输系数(K)用来评估科幻,河道/谷横断面属性指定为泛滥平原,频道,对漫滩而不是作为一个复合通道/谷部分。特殊取向指定不需要向左或向右,只要保持一致性。运输因素评估如下(从文件中读和刘易斯,1998):
地点:
基米-雷克南= uArR2rß
的下标/ c r指定离开泛滥平原,通道,分别和右泛滥平原。
错综复杂的因素。面积加权和conveyance-weighted错综复杂因素(分别sc和sm)的方程式。(29)、(30)和(34)的比值(s)沿流程的距离蜿蜒曲折的通道mean-flow-path距离沿着泛滥平原。最初,只有一个曲折度因子(sk)被指定为不同只有每个J深度流(J - 1, 2,…J, J是指定的表格上的数量宽度(5)和h值,描述了截面几何),但这是重新计算模型中的根据以下关系:
ScJ = Y。本土知识(^ + ^ ck * k + merck) / (AU ArJ) (36)
SmJ = H(香港,k + AKcksk + AKrk) / (Ku + k ^ + KrJ) (37)
AA = AJ + X -,,, sk代表流的微分部分的错综复杂因素J深度和J + 1之间的深度,和K是运输的因素。
4动态路由模型553扩张/收缩的影响。术语交会计算如下:
kec的扩张/收缩系数(负扩张/收缩阳性),突然变化也不尽相同——1.0/0.4节几何-0.3/0.1很缓慢,曲线横截面之间的过渡。代表了不同的项(Q / A) 2在两相邻的横截面隔开一段距离Ax。如果流动方向变化从下游到上游,kec可以自动改变(从文件中读,1988)。
大洪水如dam-break-generated洪水通常有更大的速度;是很重要的,特别是对于非均匀通道(Rajar, 1978)中包含把动量方程(30)扩张/收缩损失通过方程定义的Scc术语(38)。扩张/收缩的比例行动损失(损失)的摩擦损失的范围可以在0.01 < S ^ / Sj < 1.0。更大的比率发生非常不规则的渠道与相对较小的n值和流动速度大(支流蓄洪水)。
动量修正系数动量校正系数(/ ?)非均匀截面速度分布是(Chow, 1959)
P = (Kf / Ac + K2 + K2c / / Ar) / ({K + KC + Krf / (A + Ac + Ar)} (39)
K是交通工具,一个是湿区,和下标/ c,和r表示左泛滥平原,通道,分别和右泛滥平原。当泛滥平原属性不单独指定和总截面被当作一个复合部分,/ ?可以近似为1.0 < / ?< 1.06代替Eq。(39)。同时,在这种情况下,Sc和Sm将统一代替方程式。(36)和(37)。
横向流动力。L在Eq。(30)横向流动的动量效应,以下表格(Strelkoff, 1969): (a)侧流入,L = -qvx vx是横向流入的速度在x方向上的主要通道流;(b)渗透侧流出,L = -0.5 q / A \和(c)大部分侧流出,L = qq /。
泥浆或泥石流。包括摩擦损失项(S)(从文件中读,1988)在动量方程(30)除了科幻占非牛顿流的粘性耗散效应如泥或泥石流。矿山尾矿坝,坝的粘性内容保留在非牛顿性质,大坝溃决洪水应用程序要求使用Sj的Eq (30)。这种效应成为重要的只有当流的固体浓度大于40%。固体的浓度大于50%左右,表现更多的山体滑坡和流动不受把方程。如果评估对任何非牛顿流如下(金和从文件中读,1997):
y是液体的单位重量,r0流体的屈服强度,D是液压深度(A / B), B = \ / m m是指数的幂函数符合流体的strcss (rs)应变(ii”! / ii网上)属性,和k是表观粘度或幂函数的比例因子,即。,x = r0 + K (dv / dy) m。粘滞性质、r0和k,可以估计的固体浓度比泥流(O ' brien和朱利安,1984)。
风的影响。在情商上学期(fVfB)。(30)代表水面上的风的阻力效应(从文件中读、1985、1992);B是活跃的湿topwidth流部分的截面;和Wj =虚拟现实、虚拟现实、连续波,风速相对水是Vr =大众cos w + V,大众是风的速度,正(+)如果反对流速和负(-)如果协助流,w是锐角风向与x轴,V是非定常流的速度,和连续波风摩擦系数(1 x 10“6 < cw < 3 x 10 ~ 6)。这个建模能力可以用来模拟潜在的影响大坝漫溢由于风设置在储层通过将把其方程应用到非定常流水库。
继续阅读:隐式四个点有限差分近似
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