Теоретическое и модельное исследование трансформации волн прорыва в нижних бьефах гидроузлов

• Автор: Кварацхелия, Леонид Лукич
• Шифр специальности: 05.14.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Тбилиси
• Количество страниц: 145 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
1. ОБЗОР И АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ИЗУЧЕННОСТИ ИССЛЕДОВАНИЯ НЕУСТАНОВИВШЕГОСЯ ДВИЖЕНИЯ ВОДЫ В ЕСТЕСТВЕННЫХ РУСЛАХ
1.1. Основные дифференциальные уравнения неустановившегося плавноизменяющегося движения воды в естественных руслах .
1.2. Обзор опубликованных лабораторных и натурных исследований неустановившегося движения воды . .
1.3. Методы решения дифференциальных уравнений неустановившегося движения воды, при некоторых частных случаях.

1.4. Существующие численные методы решения неустановившегося движения воды .

2. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ О НЕУСТАНОВИВШЕМСЯ ДВИЖЕНИИ ВОДЫ ПРИ УДАЛЕНИИ ОГРАДИТЕЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ И МЕТОДИКА ЧИСЛЕННОГО АНАЛИЗА .
2.1. Начальные и граничные условия неустановившегося движения воды при мгновенном удален оградительных сооружений.
2.2. Начальные и граничные условия неустановившегося движения воды при частичном разрушении оградительных сооружений
2.3. Численные методы решения дифференциальных уравнений неустановившегося движения воды при полном и частичном разрушении оградительных сооружений . .
3. УЧЕТ ВЛИЯНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ВОЗДУХА И СНЕЖНОГО ПОКРОВА В НИКНЕМ БЬЕФЕ, НА ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ НЕУСТАНОВИВШЕГОСЯ ДВИЖЕНИЯ ВОДЫ, ПРИ РАЗРУШЕНИИ ОГРАДИТЕЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ.
3.1. Расчет неустановившегося движения воды в нижнем
бьефе с учетом сопротивления воздуха.
3.2. Математическая модель и численный расчет неустановившегося движения воды с учетом снежного
покрова.
3.3. Оценка влияния сопротивления воздуха и снежного покрова на параметры волны прорыва .
4. ЖСПЕРИМЕНТАЛЪНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ УСТАНОВИВШЕГОСЯ
ДВИЖЕНИЯ ВОДЫ НА КРУПНОМАСШТАБНОЙ МОДЕЛИ
4.1. Описание крупномасштабной экспериментальной модели
4.2. Эксперименты на модели при мгновенном удалении оградительного сооружения
4.3. Эксперименты при медленном удалении оградительного сооружения
4.4. Сопоставление экспериментальных данных с результатами расчетов на ЭВМ.
4.5. Экспериментальные исследования волны прорыва по снежному покрову
ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Решение таких задач становится все более актуальным и необходимым, в связи с возросшим увеличением масштабов строительства высоких плотин и созданием крупных водохранилищ, особенно в окрестностях больших городов и населенных пунктов. Целью решения подобных задач является определение зоны затопления местности и связанные с этим последствия. Движение полусковых волн анализируется и рассчитывается при совместном решении дифференциальных уравнений неразрывности потока и динамического уравнения неустановившегося движения жидкости. Система уравнений 1. Зга система уравнений относится к классу, так называемых, уравнений гиперболического типа, отличительным признаком которых является то, что они обладают двумя совокупностями вещественных и различных характеристик. Поэтому существующие методы решения используют приемы приближенного интегрирования. К основным методам решения таких уравнений относится метод характеристик, разработанный гг. С.А. Христяановичем , и этот же метод вычислений содержится в работе французского инженера М. Анри опубликованной в г. Клейцом, бельгийским инж. Харенсом, но значительное развитие этот метод получил в СССР в работах К. М.Вернадского 3 , а затем усовершенствован Архангельским Б. А. I . Расчеты по методу мгновенных режимов и методу характеристик сопряжены с вычислительными операциями, требующими затраты большого времени. Иногда в некоторых случаях инженерной практики необходимо получить быстрый ответ о движении воды в открытых руслах при нарушении установившегося движения. Необходимость решения подобных задач обусловила развитие приближенных гидравлических способов расчета попусковых волн. Большое влияние на дальнейшее развитие работ в этом направлении оказали исследования М. В.Потапова . Среди лабораторных исследований посвященных изучению неустановившегося движения воды известных нам, являются работы поставленные во Франции в г. Бидоне и в Германии в г. Вебер. Бидвне изучал скорость распространения волны в прямоугольном лотке длиной ,2 м и шириной 0, м. На пути установившегося потока он помещал преграду и тем самым создавал неустановившийся режим. Волна распространялась вверх по течению и постепенно затухала. Братья Вебер дали итог всем работам от времен Ньютона до г. Наиболее тщательные эксперименты по изучению распространения положительной волны в спокойной воде провел в Англии Рассель в гг. Н глубина воды при установившемся режиме высота
Затем эта формула 1. Базена в гг. Лоток, расположенный параллельно каналу Бургонь, был сделан из дерева и имел длину 0 м. Вода забралась из канала системой из 3 отверстий. Базен изучал скорость распространения как положительных так и отрицательных волн в неподвижной и текущей воде, причем он изучал уже скорость распространения гребня волны. А также проведя и натурные исследования в канале Бургонь и в одном из бьефов р. С1ЯН1г
1. Ц скорость течения. В дальнейшем эта формула стала классической. В начале XX столетия в ряде стран были поставлены исследования по изучению отрицательной волны излива проводимые Шокличем г. Граце, Фейфелем г. Шарлотенбурге, Бессем г. Карлсруэ , и у нас И. В.Егиазаровым гг. НИИ гидротехники ныне ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. В начале х годов И. В.Егиазаров , провел большое количество экспериментов общее число над отрицательной волной излива. Экспериментируя на ыетровом лотке, техника экспериментирования была высокой, он дал понятия волновой границы, а также различия между телом и лбом волны. Эксперименты показали, что у щита изза трения происходит падение уровня и уменьшение расхода и очертание свободной поверхности приобретает более плавный вид, Благодаря этому нет резкого перехода от линии тела волны к линии лба волны. В то же время А. А.Черкасовым проводились эксперименты по изучению движения волны попуска. Эксперименты проводились на низком для того времени уровне. Деревянный лоток имел длину , м, ширину 0, м и высоту 0, м. Были рассмотрены 4 случая движения волны попуска. Движение по неподвижному горизонтальному слою воды. Движение по сухому горизонтальному руслу. Движение по сухому наклонному руслу.