明满过渡流计算验证

该算例出自由Wiggert[13]1972年的实验,该实验描述的是一条矩形断面顶端封闭渠道,相关几何及物理参数如下:

矩形断面宽W=0.51m,高h=0.148m,长度L=10m,底坡度S0=0宁系数n=0.012

初始条件:

全段初始水位0.128m,初始流量0m3/s

4.13  Wiggert实验参数图

F.g.4.13  Parameters in Wiggert’s experiment

 

上游水位边界条件如图4.14所示,下游水位始终保持0.128m

 

4.14  水位边界条件

Fg.4.14  Water level variation in upstream boundary

 

计算中取压力波速c=40m/s=0.8

 

4.15  Wiggert实验数值模拟结果(x=3.5m处)

Fg.4.15  Simulation result of Wiggert’s experiment(at x=3.5m)

4.16  t=5s时沿程测压管水头线

F.g.4.16  piezometric variation when t=5s

 

从数值模拟结果可以看出,模拟的结果与实验结果吻合较好,证明模型能够较好的模拟明满流过渡,但模拟时需要选取较小的波速以保持模型的稳定。