Введение
1 Уравнения гидродинамики в естественных координатах 14
1.1 Основные уравнения гидродинамики вязкой жидкости 14
1.2 Уравнения Рейнольдса осредненного турбулентного потока 16
1.3 Уравнения гидродинамики двумерных в плане потоков воды 18
1.4 Уравнения гидродинамики двумерных в плане потоков воды в естественных координатах 30
1.5 Учет сил трения 35
2 Одномерные стационарные открытые потоки 37
2.1 Основное уравнение равномерного движения воды как частный случай уравнения в естественных координатах 37
2.2 Расчет плана скоростей в трапецеидальном русле 41
2.3 Расчет плана скоростей в прямоугольном русле 43
2.3.1 Технические предложения по реализации эффекта
искусственной поперечной циркуляции потока 50
2.3.2 Производственные испытания устройства по созданию искусственной поперечной циркуляции 57
2.4 Основное уравнение неравномерного движения воды 64
2.5 Метод построения кривых свободной поверхности потока 68
2.6 Пример построения кривой свободной поверхности потока 75
3 Двумерные стационарные открытые потоки 81
33.1 Безвихревое движение воды. Частные решения 81
3.2 Уравнение типа С.А. Чаплыгина 93
3.3 Аппроксимация функции С.А. Чаплыгина показательной зависимостью 95
3.4 Задача о струйном течении 98
3.5 Метод СВ. Фальковича для струйных течений воды 104
3.6 Случай малых чисел Фруда 108
3.7 Характеристики уравнений гидродинамики в естественных координатах 110
3.8 Метод характеристик в естественных координатах 116
4 Одномерные нестационарные открытые потоки 124
4.1 Уравнения Сен-Венана как частный случай уравнений в естественных координатах 124
4.2 Автомодельные решения уравнений Сен-Венана 126
4.3 Учет трапецеидальной формы живого сечения потока 130
4.4 Построение профиля волны излива при Ь/т«1 136
4.5 Гидравлический способ вычисления величины сработки уровня в створе начального возмущения 140
4.6 Общая постановка краевой задачи для изолированного бьефа 142
4.7 Конечно-разностный метод решения краевой задачи
для неустановившегося движения в изолированном бьефе 145
4.8 Методика расчета начальной стадии волны излива 149
4.9 Алгоритм и результаты расчета начальной стадии
волны излива 156
4.10 Натурные исследования нестационарных течений воды 161
4.10.1 Характеристика объекта исследований 162
4.10.2 Методика и организация опытов 171
4.10.3 Натурный эксперимент №1 N 174
4.10.4 Натурный эксперимент № 2 180
4.10.5 Натурный эксперимент № 3 187
4.10.6 Натурный эксперимент № 4 192
4.10.7 Специальные исследования 197
5 Одномерные нестационарные напорные потоки 202
5.1 Дифференциальные уравнения нестационарного напорного движения жидкости 202
5.2 Обзор методов решения 206
5.3 Математическая модель непрямого гидравлического удара 209
5.4 Снижение величины ударного давления изменением скорости закрытия запорного устройства 221
5.5 Некоторые способы снижения величины непрямого гидравлического удара 225
5.5.1 Уменьшение скорости движения запорного органа за счет дросселирования в гидроприводе 225
5.5.2 Уменьшение скорости движения запорного органа за счет сброса воды из гидропривода 240
6 Математическое моделирование работы гидравлического авторегулятора уровня воды 250
6.1 Основные конструктивные параметры авторегуляторов 252
6.2 Дифференциальное уравнение движения авторегулятора 257
6.3 Уравнение неразрывности при нестационарном наполнении камеры корректора 261
6.3.1 Уравнение неразрывности для криволинейной камеры корректора 265
6.4 Определение минимальной глубины открытия авторегулятора 267
6.5 Определение момента трения воды о сегментный затвор авторегулятора 268
6.5 Л Вычисление средней скорости в сжатом сечении потока 272
6.5.2 Алгоритм вычисления расхода при истечении из-под щита авторегулятора 274
6.6 Вычислительный эксперимент с моделью авторегулятора непрямого действия 276
6.7 Лабораторные исследования пропускной способности авторегулятора сегментного типа 285
6.8 Сравнение натурного и вычислительного экспериментов 295
Заключение 298
Список литературы
