仿机翼形便携式量水槽水力特性试验与数值模拟

摘要：

田间量水是实现灌区计划用水和节水农业的关键技术,末级小截面灌区的精准测流则更为关键.该研究在机翼形量水槽的基础上,提出结构更为简单的仿机翼形量水设备.水工模型试验于西北农林科技大学水工与水力学实验室进行,试验渠道为17 m×70 cm×100 cm的矩形断面有机玻璃渠道,量水槽模型均采用空心木制材料制作.试验设计1组翼长、6组收缩比、7组流量,共42种试验方案.在水工模型试验的基础上,采用FLOW-3D软件补充了多组模型进行数值模拟,验证模拟准确性后,对其水力性能进行分析:上游佛汝德数小于0.5,喉口位置产生临界流,下游重新恢复缓流状态;壅水高度均值3.25 cm,最大值6.32 cm,最小值0.46 cm;水工模型试验与数值模拟共获得84组数据,依据机翼形量水槽的测流公式推导,得到仿机翼形便携式量水槽的测流公式,其平均相对误差为6.34％.仿机翼形便携式量水槽建议选择收缩比0.606～0.709、翼长65～80 cm.研究表明简化并没有改变机翼形量水槽原有的优点,可以保证测流渠道的安全性.该研究可改进量水方法,提高用水效率,对于促进中国灌区小截面便携式量水槽的推广具有实用价值.

关键词：流量测量;数值模拟;便携式设备;仿机翼形;矩形渠道

所属期刊栏目：37

分类号：S274.4(农田水利)

资助基金：国家自然科学基金资助项目51579214,41877076

在线出版日期：2021-09-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：117-124