原创《悬链线形断面渠道正常水深理论计算方法探究》：本文关于断面论文范文,可以做为相关论文参考文献,与写作提纲思路参考。
摘 要：根据水力学明渠计算公式和数学理论分析,给出了悬链线形断面渠道的断面几何特征,并对该断面正常水深的理论计算公式进行了变形整理,得到了悬链线形断面渠道的正常水深的直接计算公式.工程实例表明,该直接计算方法不仅具有较高精度,而且能够适用于实际工程,避免了传统的试算法的弊端,便于应用.
关键词：正常水深；理论计算；悬链线形断面
一、悬链线形断面几何特征
根据《数学手册》,悬链线形断面渠道的过水断面形状及其几何尺寸如图1所示.对于悬链线形断面,其曲线方程为：
其中a为常数,式中x,为横坐标；y为纵坐标（见图1）.
设水面宽为B,则悬链线形断面渠道的过水断面水深、湿周、面积分别为：
式中,h为过水断面的水深（m）；a为常数；x为湿周（m）；A为过水断面面积（m2）.
二、正常水深公式推导
水利水电渠道工程设计以均匀流水力计算为主,根据设计目标的不同,所需的计算内容和计算方法各不相同.在这中间,当设计工作人员已知悬链线形断面渠道实际给定的条件,比如流量Q、底坡i、糙率n和横断面尺寸,对相应的水力学参数（如正常水深h0）进行计算是经常遇到的,计算过程也较为复杂的.根据水力学计算的基本公式,棱柱体明渠均匀流的基本公式为：
式中：式中Q为流量（m3/ s）；A为过水面积（ m2）；C为谢才系数；R为水力半径；i为底坡；n为糙率；x为湿周（m）.
对悬链线形断面渠道的过水断面水深、湿周、面积（2）、（3）、（4）式,令,则可以得到以下各式：
由式（6）可以得到悬链线的曲线方程中的常数a的值,如下：
将悬链线的曲线方程中的常数a代入悬链线形断面渠道的湿周 计算公式,便可以得到如下公式：
将悬链线的曲线方程中的常数a代入悬链线形断面渠道的过水断面面积A计算公式,便可以得到如下公式：
将上式中*得到的悬链线形断面渠道的湿周 和悬链线形断面渠道的过水断面面积A,代入到式（5）,整理可得,
对式（12）进行恒等变化,通过移项和合并同类项得
式（13）中,是关于悬链线形断面渠道正常水深的快速直接计算公式,公式意义明确、结构简单易懂,简化了施工设计人员的工作程序.在实际农田水利渠道工程建设中,通常存在悬链线形渠道断面形状参数值不给定的问题,这里需要农田水利渠道工程设计人员根据实际工程具体情况选定参数值,一般要确定对应正常水深时的水面宽度B与a的比值μ.在悬链线形渠道断面形状相关参数（如流量、纵坡和糙率）已知的条件下,通过对悬链线形断面渠道正常水深的基本公式进行推演和恒等变换,并利用基本方程对相关参数（如流量、糙率、水力坡度和断面形状等参数）进行整合,引入无量纲参数μ,由此建立方程,这样就得到了悬链线形断面渠道正常水深的直接理论计算公式.
二、工程实例
已知某水利工程中,输水渠道的横断面设计为为悬链线形渠道断面,渠床糙率系数取值为n等于0.014,渠底设计纵坡降取值为i等于1/1500,设计过流量取值为Q等于3.0m3/s,,根据本文的悬链线形断面渠道正常水深的直接理论计算公式,计算步骤如下： （1）首先根据水利工程的实际需要选定一个对应悬链线形断面渠道正常水深时的水面B、a和μ；（2）将相关水力学参数（糙率 n、流量 Q、底坡 i、以及给定的μ值）代入直接计算公式（13） ,这样就可求出悬链线形断面渠道正常水深h.
根据工水利工程具体情况,在此假定一个正常水深时的水面宽度B与a的比值μ取值为3.321,根据本文推导悬链线形断面渠道正常水深的直接理论计算公式计算该渠道的正常水深h等于1.312m.
针对目前悬链线形断面渠道的正常水深的试算法、迭代法和计算机编程等计算方法,通过该断面正常水深的理论计算公式的变形整理,得到了悬链线形断面渠道的正常水深的直接理论计算公式.此公式方便快捷,计算精度高,避免了传统方法复杂的试算过程,完全可以满足实际工程的应用,所得结果精度完全符合实际工程应用要求.
三、结语
本文根据水力学明渠计算公式和数学理论推理分析,给出了悬链线形断面的渠道的断面几何特征,并对该断面正常水深的理论计算公式进行了变形整理,得到了悬链线形断面渠道的正常水深的直接计算公式.在本文悬链线形明渠横断面尺寸设计直接求解公式中,计算简单快速,避免了传统试算法要进行反复试算的弊端；公式意义明确、结构简单易懂,并且可以直接求解所需参数,计算成果准确,可以作为水利工程施工设计人员的推荐公式.
参考文献：
[1]吕宏兴,冯家涛.明渠水力最佳断面的比较[J]. 人民长江, 1994,（11）：42-45.
断面论文参考资料：
结论：悬链线形断面渠道正常水深理论计算方法探究为大学硕士与本科断面毕业论文开题报告范文和相关优秀学术职称论文参考文献资料下载，关于免费教你怎么写电力断面方面论文范文。
