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介绍

实验观察结果表明，湍流剪切流（如开放通道的流动和压力的流动）中的所有速度曲线分为直线上的零件（区域）。扰动内部区域直接用地板影响，外部区域间接受剪切应力和地板的影响。内部部分划分了三个区域慢层，中间层和重叠层。虽然内部部分到外部区域的变化是渐进的，但重叠层是对外部部分的帐户。然后，外部部件组成两个区域重叠层和隆起层（圆形运动的部分或唤醒）。图1说明了这些区域的分类。

许多研究在数值和实验上进行了速度分布，并呈现了不同的关系。首先，研究介绍了有效性关系，然后分析了关系并使用实验数据。使用统计分析将引入最佳关系。

为估计的速度分布，对数分布提供最着名的关系。Theodore van Karman首次使用对数分布。分配如下：

关于关系。U速度在深度Y，U /剪切速率，固定van Karman K，（用于清洁水相等。/ 41），深度发生零速度。在转弯最大流速，对数分布如下写入：

在关系中，Δ是最大速度UNIX的高度。简单的关系以及少量变量被认为是分布的优势。虽然基于对数分布的沉积物发育的大多数关系。对数定律对所有内部区域有效，除了频道底部附近，但外部部分将偏离实验数据。Vernon，（Einstein和Chien，1955），（venoni和Nom​​icos，1960），（Elata和Apen，1961）显示了对数法在总流量中有效。在此文件中，考虑到固定数量的van Karman等于0/ 4在整个流动深度并分析速度分布。

的缺点错误的分布可以指出,大速度估计在外部((2/0y / h >),在本部分中,对数分布分散了实验数据的显著.ever这个偏差固定van-karman或不能修改添加额外的固定对数法.venoni声称宽渠道(5 b / h >)and Central line speed channel occurs surface water and Logarithmic law can use throughout Flow depth. But Normally, Narrow channels (5b/h<) occurs in below the water surface and Logarithmic distribution Will be applied only the internal area.

该分布在墙壁上无效。在闭合墙壁上无效。近距离边界层的边缘与实验数据的距离。尽管如此，这一关系采用了所有平板湍流边界层，因为在与局部剪切应力相关的分布速度形状中，非常有帮助。

（杨和同事，2004年）通过分析Nayver Stokes Rinolda方程进行修改的对数分布，并假设抛光粘度的抛物线分布。他们注意在速度流动中对通道的影响。修改后的对数分布如下：

在该关系B中是频道宽度。a = 0上面的等式将是对数分布。

（COLES，1956）分析了尺寸低的速度风分布并向速度对数分布添加唤醒功能，开发了以下关系以估算内部和外部部件的速度。这个分布是着名的苏醒法，如下：

在这一关系中，π是使用基于（Guo和Julien，2008）意见的使用实验数据估计的CoSes系数或唤醒系数，因为没有有效的计算关系。仅分配的性质仅应用中央部分，并且通过最大速度，流量在下层发生在下层。以下层中的最大速度通过5b / h <由于墙壁附近强的剪切应力以及次要流动的发生而发生5b / h <。对数法和唤醒法的情况不能准确地估计近自由层的速度。

然而，下层水中的二次流动和发生的最大速度，尾迹法不能在开放通道中估计三维期间的速度。将唤醒功能添加到修改的对数律，提出了以下等式（修改的对数分布和唤醒）：

郭和朱利安修改了已知修改的对数分布和唤醒的左旋法：

（keulegan，1938）在他的文章中推出了抛物线分布，并通过Bazin提出了实验数据的这种分布。抛物线分布如下：

其中，c为数值常数，由实验数据确定η海底深度(y/h)， ηdip=yumax/h，即yumax为最大速度深度(umax)，该分布适用于狭槽流深(5≥b/h)和外区中心部分。(Vedula and Rao,1985)得出结论:在η=0/2 ~ η=0/3范围内，含悬沙的抛物线分布是可行的，并给出了该交点上的c参数。(Sarma等等。，2000）了解抛物线法的局限性和信贷。他们声称实验室研究，即在水层，η= 0/5中的最大速度和最大速度的最大速度和最大速度的量下降下方的最大速度。此外，他们表明，对数法律和抛物线法在内部和外部边界区域有效，此时的速度是独一无二的。

材料和方法

在该研究中，使用与（Venoni，1946）和（Einstein，1955）相关的可靠的实验数据，以调查每个方程的准确性并确定最佳方程。实验数据是可靠的数据，大多数研究人员使用它来评估方程。这些实验在水槽宽度85/0和0/307米中进行。

应用于平均误差（AE），最小平方根误差（RMSE）和回归系数（2R）的主要统计指标用于确定最佳方程，以计算以下每个指示符的计算：

在该关系中，PI是计算值，OI是测量值，在样本的数量中，并且测量的平均值。AE的正值和负值表示估计超过实际值，按顺序。该指数的价值较低;表示等式的可靠性。RMSE的数量始终是积极的，接近零，检查了增加之间的关系。RMSE的数量排列了整个曲线中的估计错误。

结果与讨论

在图2中，通过实验数据绘制了对数速度分布（实线）。在这张照片中可以看出，局域的变化超过外部部分。

在图3中。与实验数据相比，修改的对数分布（等式1）。此外，该分布行为类似于对数分布。考虑到修改的对数分布是通道对速度分布的效果，并且由于该图可以得出结论，通道尺寸对结果没有影响。唤醒分布（等式2）的比较通过实验数据在图4中示出。唤醒分配估计该图片中的一个月速度。此外，该分布估计内部和外部区域的一个月速度。

另外，在图5中。通过修改的对数分布 - 扬（等式6）进行计算值比较实验室值

在图6中，绘制了相反，实验室值的速度抛物线分布（等式8）的计算值。可以看出，这种分布只能在外部区域和清晰度下估计速度值，分散了当地区域的实验数据。

为了确定速度分布方程指数计算到每个方程的得分。在表1中呈现了这些参数的值。与其他方程相比，可以基于检查，唤醒分布相对优势的所有统计学。另一方面，抛物线分布在该等方程中不太准确。当然，它必须谈论抛物线分布仅适用外部区域，并发生在水位以下的最大速度。唤醒分配井估计总深度流量（本地和外部区域）中的速度值。

图1明渠流速分布图 点击此处查看数字

图2：实验数据的对数分布 点击此处查看数字

图3：修改实验数据的对数分布 点击此处查看数字

图4：实验数据的唤醒分布 点击此处查看数字

图5：修改的对数分布 - 实验数据的唤醒 点击此处查看数字

图6：实验数据的抛物线分布 点击此处查看数字

桌子1：使用统计参数的各种方程的结果

结论

在研究中验证了用最发达的公式计算明渠流速分布的方法。对这类方程进行了对数分布、修正对数分布、尾迹分布-修正对数分布-尾迹和抛物线分布的研究。这些方程均采用可靠的实验数据。然后利用几个统计指标，从各方程中筛选出最优方程。方程的结果说明后分布合理准确的估计速度值的本地和外部部件和推荐使用的方程计算与深度分布率,另一方面,抛物线分布不准确,错误的使用它将创建大型计算。也有人说，这个方程只能估计在外区域的量速度。

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