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申请/专利权人：郑州大学

摘要：本发明公开了一种基于排水管道病害与内涝偶联关系的耦合方法，所述方法包括：构建管道功能性病害的三维瞬态水力模型；根据所述三维瞬态水力模型来获取起动剪切应力、推移质移动距离以及过流能力；结合所述起动剪切应力、推移质移动距离、过流能力以及实验率定的过流特性以及紊动流场结构参数来构建一二维耦合连接模型；将暴雨雨量输入所述一二维耦合连接模型，所述一二维耦合连接模型输出地表淹没状况。采用本发明，可以准确拟合排水管道功能性病害对管道过流特性的影响并且地表地下产汇流量化准确。

主权项：1.一种基于排水管道病害与内涝偶联关系的耦合方法，其特征在于，包括：构建管道功能性病害的三维瞬态水力模型，所述三维瞬态水力模型的公式化表达包括时均运动方程和脉动运动方程，即： 其中，u、v、w分别为管道垂直平均流速在三维坐标系x、y、z轴上的分量，为湍流在各坐标轴方向上的实时脉动流速；根据所述三维瞬态水力模型来获取起动剪切应力、推移质移动距离以及过流能力，根据所述三维瞬态水力模型来获取起动剪切应力、推移质移动距离以及过流能力包括：求解所述三维瞬态水力模型中冲刷闸、功能性病害管段和落底井耦合作用下的管壁冲刷边界条件、紊动能产生项及扩散项，引入滑动极限稳定条件推导管道功能性病害在冲击波、紊流、水流叠加影响下的剪切应力和阻力理论结构式，采用时均运动方程、脉动运动方程以及质量或动量矩守恒方程，对比判定管道水流剪切应力是否大于起动剪切应力，进而分析计算推移质移动距离和过流能力；结合所述起动剪切应力、推移质移动距离、过流能力以及实验率定的过流特性以及紊动流场结构参数来构建一二维耦合连接模型，利用管网功能性病害的三维瞬态水力模型求解得到的起动剪切应力、推移质移动距离和瞬时过流能力以及试验率定的管网瞬时水流状态参数，结合哈迪-克劳斯法、纳维-斯托克斯方程和经验公式，从地表水平连接和地表地下垂向连接的角度构建考虑管网功能性病害的城市地表地下一二维耦合连接模型，水平连接拟采用水文水动力经验公式、哈迪-克劳斯法和相互提供边界条件的方法，动态量化地面水流运动和河流水系之间的水流交换关系；垂向连接拟采用控制水位法、纳维-斯托克斯方程和预估校正法，准确计算重力流和压力流作用下节点的溢流、回流瞬时值，动态模拟考虑管网功能性病害和内涝水文水动力学耦合关系的城市一二维瞬时水流状态转换关系；将暴雨雨量输入所述一二维耦合连接模型，所述一二维耦合连接模型输出地表淹没状况。

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百度查询： 郑州大学 一种基于排水管道病害与内涝偶联关系的耦合方法