抛物线形渠道收缩水深简捷计算公式

根据抛物线形渠道收缩水深的基本方程,经数学变换得到计算收缩水深的迭代公式,并结合收缩水深水力特点证明了该迭代式的收敛性;应用四种方法求得五个初值,运用迭代公式分别进行迭代计算,在误差分析基础上得出最简公式.在工程实用范围内,其最大误差小于0.48%,满足精度要求;该公式简捷、准确、适用范围广,而且克服了以往查图查表及试算迭代法的缺点.     

Matlab语言在梯形明渠水力计算中的应用

Matlab语言以其独有的优越性而广泛应用于各种复杂的计算中。通过对梯形明渠水力计算公式进行适当变换,建立了4种水力计算的数学模型,并以实例应用Matlab语言进行编程计算,其编程过程简单、计算结果就是精确解,计算方法容易掌握。     

典型断面渠道正常水深计算

明渠正常水深的计算是排灌渠道设计中的一项重要工作.通过对典型渠道断面引入包含渠道糙率、底坡、断面几何要素和流量的一组量纲为一的参数,将目前文献中正常水深的显式计算公式进行量纲为一化的统一表达,使其更具有通用性并且方便进行相对误差评价;指出每种典型渠道断面量纲为一的参数在实际工程中的常用取值范围,在此范围内对各量纲为一的显式计算公式进行相对误差评价,作出相对误差全局分布图,比较各显式公式的最大相对误差和全局相对误差,并比较公式的简捷性,据此优选出梯形、圆形、弧底梯形、普通城门洞形、马蹄形等5种断面正常水深简捷、精度高、适用范围广的显式计算公式;应用最优一致逼近原理,提出标准城门洞形断面正常水深分段表示的显式计算公式.相对误差分析表明：推荐出的6种典型渠道断面正常水深的显式计算公式的最大相对误差均小于1%,可为典型断面排灌渠道的设计及水力计算提供有效的计算方法.     

基于相关分析的流域汛期划分初探

【目的】确定恰当的流域汛期,为水库的防洪安全奠定基础,同时为水资源的优化调度提供决策依据。【方法】基于相关分析方法,采用千河流域31年的日均流量资料,对流域不同时段的径流自相关性进行研究,根据其显著性差异确定千河流域的汛期和主汛期。最后从水文气象学原理出发,结合西北地区的气候特征分析,对汛期和主汛期的划分结果进行验证。【结果】确定千河流域的汛期为5月下旬至10月上旬,与千河流域主要降雨期一致;主汛期为07-01-08-31,与千河流域的暴雨峰值期一致;说明汛期、主汛期的划分结果是合理的。【结论】基于相关分析法的汛期划分研究,方法简单直观,物理概念清晰,可为千河流域冯家山水库的安全运行及水资源调度决策提供参考。     

城市河流综合治理与生态建设探讨

【目的】通过对城市河流综合治理与生态建设的探讨,使社会各界更加重视和重新认识城市河流综合治理与生态建设的意义和发展方向。【方法】通过查阅大量国内外相关资料,运用分析归纳的方法对城市河流综合治理与生态建设进行了探讨。【结果】指出了我国城市河流综合治理与生态建设有利于改善城市居民的生存环境,促使生态型城市的形成,促进城市产业结构的合理调整和城市经济的发展;提出了我国城市河流综合治理与生态建设的发展方向,即应以环境生态建设为中心,重视城市河流的多种功能,遵循河流的自然规律,恢复河流的生命力和环境自净能力,使其向自然化、生态化、人文化、景观化发展。【结论】城市建设者应重视城市河流的生态、环境、景观和历史文化内涵建设,研究新一代河流综合治理与生态建设工程技术,实现管理制度的创新。     

小麦抗倒伏免疫反应的力学仿真及机理探究

【目的】探讨小麦镇压后麦秆基部弯曲及采用化控措施使麦秆基部变短变粗的抗倒伏免疫反应的作用机理,分析其对小麦抗倒伏能力的影响,为指导小麦抗倒伏栽培和育种提供参考。【方法】通过Fluent软件,在模拟群体小麦风载效应的基础上,建立底端固定、顶端自由的单株活体小麦在风雨自重荷载作用下的结构整体非线性有限元分析模型,考虑风向及茎秆发育的随机性,沿360°方向逐个扫描施加风载,以未经任何处理的直秆小麦为基准进行小麦抗倒伏仿真计算,对比分析化控措施处理的直秆小麦、镇压或倒伏后基部弯曲小麦的临界弯距和最大位移,探讨弯扭组合、节间长度和茎秆变截面对圆柱壳临界弯矩的影响。【结果】与未经任何处理的直秆小麦相比,化控措施处理直秆小麦的屈曲临界荷载提高了27.9%,而基部弯曲小麦屈曲临界荷载提高了43.7%～98.9%;化控措施处理直秆小麦的最大位移减小了9.1%,基部弯曲小麦的最大位移减小了11.7%～21.3%。弯扭组合作用下的临界弯距是弯矩单独作用下的2.23～2.64倍,节间长度变短0.95 cm时小麦茎秆的临界弯距提高了9.8%。在单独轴力和纯弯距作用下,变截面茎秆的临界弯距较非变截面茎秆分别提高15.9%和13.1%。【结论】小麦抗倒伏免疫反应的机理是茎秆基部弯曲和变粗、变短提高了茎秆的局部稳定性,从而增强了小麦的整体稳定性即抗倒伏能力。     

增负减时夹逼下农科大学土木水利类力学结构系列课程教学改革与实践——以工程力学教学为例

在大学生合理"增负"及专业基础课时"压缩"的背景下,针对农科大学理工科学科单薄的问题,以工程力学教学为例,重点讨论了农科大学土木水利类卓越工程师培养中力学结构系列课程教学改革应遵循的原则及措施。原则上应以"问题"(发现问题、分析问题、解决问题)能力培养为宗旨,以专业培养目标为导向,科学制定专业培养方案及系列课程教学大纲,搭建安全耐久的知识结构,培养批判性思维方法。措施上以系列课程体系为单元制定模块化教学大纲,打通各门课程壁垒、加强课程间的有机衔接,强化系列课程系统中的重点和难点、淡化各门课程自身体系完整及所有知识点全面,实现从单一学科教学向问题引导聚焦研讨教学的转变,从离散知识点传授向综合创新能力培养的转变,从单门课程重点讲授向系列课程关键难点剖析的转变;同时,也要配合相应的系列课程教学内容、教材建设及教学过程的组织及教学方法优化。这样才能真正实现增加大学本科课程难度、拓展课程深度、扩大课程的可选择性及创新能力培养,激发学生的学习动力和专业志趣,让课程变的具有挑战度,全面提升农科大学卓越工程师的培养质量。     

半立方抛物线形渠道正常水深算法

为了给半立方抛物线形渠道断面正常水深的计算提供一种简捷、通用、精度较高的显函数计算公式,根据迭代理论并采用优化计算确定初值函数的方法进行分析研究.通过引入断面特征水深的概念,对半立方抛物线形渠道正常水深的基本方程进行变换处理,推导出收敛速度较快的迭代公式,并证明了公式的收敛性;在断面特征水深范围即无量纲正常水深H∈[0.025,40]范围内,对迭代公式进行优化计算,取得合理的迭代初值函数;合理初值与迭代公式的配合使用,得到半立方抛物线形渠道断面正常水深的显函数直接计算公式,并对公式进行了误差分析以及用工程实例进行了验证.结果表明：在工程常用的断面特征水深范围内,正常水深的最大相对误差小于0.3%,计算公式具有形式简单、精度高、适用范围广的优点,该研究为排灌渠道的断面设计以及渠道流量控制时求解均匀流水深提供了简捷方法.     

准梯形及U形断面收缩水深简捷计算方法

根据准梯形及U形断面收缩水深的基本方程,经数学变换得到计算收缩水深的迭代计算公式,并结合收缩断面水力特点证明了该迭代式的收敛性,同时应用马克劳林级数展开迭代式,略去高阶无穷小量和回归分析的方法得到4种不同形式的收缩水深的近似式.误差分析及算例表明,利用回归分析得到的近似式具备简捷、准确、适用范围广的特点,在工程实用范围内,最大误差不超过0.32%,可以满足精度要求,克服了以往用查图查表及试算迭代法的缺点.     

联合Winkler-Pasternak模型的冬季输水梯形渠道冻胀力学分析

为克服现有冬季输水梯形渠道冻胀力学模型未充分考虑冻结区与水下非冻结区差异,以及未考虑土体连续性的不足,该研究根据冻土与非冻土剪切刚度的不同,冻结区采用Pasternak双参数弹性地基梁模型,而非冻结区采用Winkler模型,综合Pasternak模型考虑土体连续性及Winkler模型易于求解、所需参数少的优点,提出联合Winkler-Pasternak模型的冬季输水梯形渠道冻胀力学分析方法。以新疆玛纳斯河流域某冬季输水梯形渠道为例,计算渠坡衬砌板法向变形,并将本文模型、Winkler模型、Pasternak模型计算结果与观测值进行了对比分析,最后计算了衬砌板截面弯矩及上表面应力分布。结果表明：衬砌板法向变形可分为冻胀段、沉降段及冻胀-沉降过渡段三个部分,三种模型计算结果均能较好地反映衬砌板法向位移基本变化趋势,且本文模型计算结果与实测值更加接近,表明了模型合理性。衬砌板易开裂位置位于冻土区距离水位线10.0%～23.3%坡板长处,与工程实际相符。本研究可为寒区冬季输水梯形渠道抗冻胀设计提供科学参考与理论依据。