[发明专利]给定流量下调节闸门开度的方法

权利要求书

1.给定流量下调节闸门开度的方法，其特征在于，包括：

S1、根据闸门的孔的数量以及给定流量Q，利用Saint-Venant方程组，获取渠道的横断面尺寸；

当闸门的孔的数量为1时，Saint-Venant方程组为：

其中：地表水位ζ＝h+z_b，h为地表水深(m)、z_b是地表相对高程(m)；t为时间坐标(s)；s为沿渠道方向的距离坐标(m)；Q为给定流量(m³/s·m)；为渠道的过流速度(m/s)；A为渠道的过流断面面积(m²)；R为渠道的水力半径(m)；g＝9.8为重力加速度(m/s²)；n为地表糙率(s/m^1/3)；

当闸门的孔的数量大于1时，Saint-Venant方程组为：

其中，x和y为以闸门方向为X轴，渠道方向为Y轴的坐标系中的坐标(m)；u和v分别为水流沿x和y坐标向的垂向均布流速(m/s)；q_x和q_y分别为水流沿x和y坐标向的单宽流量(m²/s)；

S2、对渠道俯视平面用非结构化网格进行空间离散；

S3、在空间离散后的非结构化网格中，以实线交点定义水位信息，虚线交点定义流量信息，且闸门位于虚线上；

S4、根据步骤S3中的流量和水位的定义，采用全隐式标量耗散有限体积法求解Saint-Venant方程组，并根据Saint-Venant方程组的解建立过闸水运动实时并行计算模型；

S5、以给定流量Q为所述过闸水运动实时并行计算模型的内边界条件，并以小于等于闸门最高点处水位值为上游水位边界条件，运算过闸水运动实时并行计算模型，获得过闸水流运动过程唯一恒定流态下的模拟上游水位值和下游水位值；

S6、调节渠道的闸门开度，直至实测的上游水位值和下游水位值与唯一恒定流态下的模拟上游水位值和下游水位值吻合，此时的闸门开度即给定流量Q下的闸门开度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S4中，以闸门最高点处水位值为上游水位边界条件，若过闸水流运动过程无法达到恒定流态，则逐渐减小上游水位边界条件后运算过闸水运动实时并行计算模型，直至获得唯一恒定流态下的模拟上游水位值和下游水位值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤S5中，当实测的上游水位值和下游水位值与唯一恒定流态下的上游水位值和下游水位值的误差值小于预设误差值时，即判定为吻合。