计算水力学--单一河道程序设计.ppt

《计算水力学--单一河道程序设计》的课件主要涵盖了如何设计一个用于模拟单一河道水流特性的计算程序。以下是对课件内容的详细解析： 1. **数组说明**： 在程序设计中，数组被用来存储一系列相关数据，如水位（Z）、流量（Q）、河段长度（L）、糙率（N）等。数组通常按照索引顺序存储数据，例如，对于一个有N个断面的河道，水位数组Z[N]将存储每个断面的水位，流量数组Q[N]存储相应断面的流量。 2. **输入基本数据**： 用户需提供计算所需的初始参数，包括断面数量（N）、计算小时数、计算条件（如糙率）、河段长度、时间步长（用于模拟时间推移）以及权重系数等。这些数据对程序的精确性和效率至关重要。 3. **单位换算**： 在计算过程中，为了确保数据的一致性，需要将所有测量值转换为同一单位，如将时间单位统一为秒，长度单位转换为米。 4. **初始条件赋值**： 初始化是程序开始前的重要步骤。在这里，初始水位条件设定为Z[L+1]等于水面线，而初始流量条件设为Q[L+1]=0.0。这意味着在计算开始时，假设最后一个断面的水位是已知的，流量为零。 5. **边界条件赋值**： - **上边界条件**：定义上游的流量，通常是已知的，用于驱动整个系统的计算。 - **下边界条件**：设定下游的水位，这可能是一个固定值或者根据特定情况变化。 6. **按时间步长循环**： 这是程序的核心部分，它模拟了水流随时间的变化。循环中包含了追赶系数的计算，追赶是指相邻断面之间水位和流量的调整过程，以达到动态平衡。追赶系数的计算通常涉及到复杂的水动力学方程，如EXTER子程序和ABR函数，它们用于求解流体动力学问题。 - **EXTERN子程序**：这部分可能涉及外部函数或子程序，用于计算追赶系数。P, V, S, T分别代表压力、速度、水深和时间，它们与追赶系数的计算密切相关。 - **ABR子程序**：可能是一个专门的算法或函数，用于处理边界条件并计算追赶系数，如水位和流量的更新。 在计算水力学中，单一河道程序设计的目标是通过数值方法模拟水流的行为，理解其动态特性，如流速、水位变化等。这样的程序设计不仅需要深入的水文学知识，还需要扎实的编程技能，以准确地实现数学模型。通过上述步骤，我们可以构建一个能够预测和分析单一河道水流行为的计算机模型，这对于水利工程设计、洪水预警和水资源管理等领域具有重要的应用价值。