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1、運動界面追蹤摘要本問題是關于輸水管線利用地面落差有壓、重力流輸水工程。當輸水管線建成后，首次通水時，需防止水流速波動產(chǎn)生水擊破壞管線。因此產(chǎn)生一系列運動界面追蹤問題。第一問是關于模擬出水前沿面的運動過程計算出水前沿面順序到達管線高程谷點和峰點的時間的問題。我們采用局部分析法。根據(jù)連通器原理，考慮不同情況下的注水情況。根據(jù)不同的注水情況計算水頭前沿面到達各峰點、谷點所需時間。計算跨過的若干個峰點的點到點節(jié)點坐標距離，假設斜率變化可忽略不計，將若干段視為一條直線則。則且可知長度第二問，計算由一種恒定流
2、達到另一種穩(wěn)定流后的管線水頭壓力分布和需要的時間。題中要求分兩次加壓，即將第一次加壓視為加壓到最終目標的一半，即達到2900.8。根據(jù)第一問求解，忽略水頭損失，一、問題重述某輸水管線是利用114米地面落差有壓、重力流輸水工程。管徑2.2米，管線長度176公里，地面高程變化很大。當輸水管線建成后，首次通水時，為了防止水流速波動產(chǎn)生水擊破壞管線，只能以每秒0.6立方米的流速由某水庫向管線內(nèi)灌水。當被供水城市水廠出流穩(wěn)定后，再逐步提高入流速度達到每天45萬噸（一期工程單線）的額定工作狀態(tài)。運動界面追蹤問
3、題：1．第一階段：假設以每秒Q（=0.6）立方米入流速度向管線內(nèi)灌水，模擬出水頭前沿面的運動過程，計算出水頭前沿面順序到達管線高程谷點和峰點的時間。2．第二階段：再分兩階段提高入流速度達到每天45萬噸的額定工作狀態(tài)，請設計通水方案，計算出由一種恒定流達到另一種穩(wěn)定流后的管線水頭壓力分布和需要的時間。mpsgps_09jhdata.txt是某輸水管線信息數(shù)據(jù)二、問題假設1、假設不考慮水在管道中的損失。2、假設水不可壓縮斷面上各點流速相同。3、假設在下坡的過程中初速度為0三、符號說明信息碼突變點的集合
4、表示到的管程中的第個信息碼突變點節(jié)點坐標管中心高度局部阻力系數(shù)所有谷點的集合所有峰點的集合經(jīng)過點時的速度Z水流高程（自定基點）水流速度水流的壓強就是壓力水頭，是等壓力換算成水柱高度的形式突變點一、模型建立與求解5.1計算水頭前沿面順序到達管線高程谷點和峰點的時間5.1.1若則滿足為谷點；若則滿足是峰點且因為第一點是下降點，最后一點是升高點，所以谷點和峰點個數(shù)量相同。設信息碼突變點的集合表示到的管程中第個信息碼突變點。，由能量守恒定律，那么，在點，由于局部阻力系數(shù)的不同，可以考慮為在點產(chǎn)生一恒定阻力
5、，效果為對通過該點的水流速的影響，考慮為水流經(jīng)過點時水的流速變?yōu)?.1.2水面上升過程考慮連通器原理由于從到的下坡過程中可視為水到達時的初速度為0圖一可知又（勻加速直線運動公式）可解得，為經(jīng)過點時的速度，則由于信息點突變造成的影響可視為在下降過程中從到那么同理從到的總時間為下面考慮水面上升為連通器將水注滿的情況分下列兩種情況考慮1、后一個峰點比前面所有峰點低即只要住滿到與最后一個峰點兩端高程相等處即可若為這種情況從到所需時間為則已知的高程在前取最近的一點使的高程恰好大于即可則2、若后一個峰點比前面
6、若干個峰點高，則根據(jù)實際情況需要將水也填到一個與后一峰點高程相等處由圖根據(jù)前一種情況所得結果可近似估計為為所跨過的若干個峰點的點到點節(jié)點坐標距離假設斜率變化可忽略不計，將若干段視為一條直線則則且可知長度5.2計算由一種恒定流達到另一種穩(wěn)定流后的管線水頭壓力分布和需要的時間要從0.6加壓到5802.3題中要求分兩次加壓，即將第一次加壓視為加壓到最終目標的一半，即達到2900.85.2.1計算水頭壓力分布流體力學中，根據(jù)伯努利方程（只適用于恒定流）是水頭損失（由于在第一問的情況下進行，故不予考慮）則Z
7、=298m-184m=144m，F(xiàn)為第一問中求出的沿程阻力附錄
