梯形明渠特征水深直接計算方法研究.pdf

1、梯形明渠特征水深-正常水深、臨界水深、共軛水深和收縮水深是水力學計算和水利工程設計中一個特別重要的參數(shù)。對這些特征水深的求解，實質(zhì)是求解含多個未知參數(shù)的單變量超越方程或高次方程，但理論上多無解析解，常見的求解方法主要有試算法、迭代法、圖表法和近似解法等。試算法計算繁雜，工作量大；迭代法的優(yōu)劣與迭代格式及初值的選取密切相關(guān)，而且對初學者和無工程經(jīng)驗者往往因初值及迭代方程選取不合理而不收斂；圖解法是利用已經(jīng)制好的大量圖表求解，精度欠佳，并且

2、圖解法必須要利用專門的圖表，此類圖表種類有多種，最常見的是水力學教材或水力計算手冊中給出的用雙對數(shù)表格繪制的求解圖，或數(shù)值查算表，使用上都很麻煩，而且從理論上也不夠完善；近似解法又存在計算復雜和計算結(jié)果不準確或適用范圍太小等缺點。因此，這些方法還未達到簡捷、準確、通用及理論化的統(tǒng)一。使水力學的基本水力計算方法沒成一個完整的科學體系，求解方法的規(guī)律性及理論性較差，太盲目，太繁瑣，同時也不能達到方便工程實際使用。所以本文在前人研究的基礎上，

3、通過系統(tǒng)地分析研究和比較，根據(jù)梯形明渠各種特征水深基本方程的特點和特殊函數(shù)求解方法及計算方法，利用迭代法、最小二乘擬合、二維優(yōu)化擬合、回歸分析、相似比例關(guān)系、卡爾丹一元三次方程、誤差分析和數(shù)學軟件等，提出了四套梯形明渠特征水深的直接計算公式，誤差分析及實例計算表明，該直接計算公式形式簡單，適用范圍廣，計算精度高。最后結(jié)合本研究的認識及體會，提出了一些展望，即在以上研究的基礎上，把遺傳算法、小波分析法、神經(jīng)網(wǎng)絡法和SPSS統(tǒng)計分析軟件運用