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1、1、正态定床河工模型设计需要满足的相似条件是什么?答:(1)水流连续性相似：(2)重力相似:(3)阻力相似：右=1或心=1(4)紊流限制性条件：Reni>1000(5)表而张力限制性条件S'・5cm2、某实验室有实验场地60x30=1800m2,水泵供水能力为().15m3/s,今有某水利枢纽需进行整体模型实验，枢纽基本资料：河道长4.65如，最宽处2.28km,枯水期流量1280血,,最浅1.8加,平均流速1」8必最大洪峰流量8560//$,河道糙率刃为0.054〜0.072。试按重力相似和阻力相似原理确定模型有关尺度。解：
2、首先确定平而比尺=4650/60=77.5-80校核宽度：2280-80=28.5<30m,满足要求由于研究枢纽水流结构，故采用正态模型，4=A=80入二(切/2=俪二8.94=(A)5/2=(8())5/2=57243放水能力校核：Q,w=8560-57243=0」495v0」5m3/s,满足要求模型水深H//z=1.8-80=0.0225m=2.25cm>1.5cm,满足要求模型雷诺数R%=IJSXLSX
3、()O()°=2970>1000,处于自动模型区。80x8.94x0.01&=（如心=80"=2.076模型糙率比”=
4、（0.054〜0.072）*2.076=0.026〜0.0346,采用水泥沙粉面,再适当打毛。3.证明韦斯巴哈管流阻力损失公式V2d2g八“）为管流平其中：/为管长，〃为管径，。为流体密度，〃为流体粘滞系数,均流速，£为管子内壁的糙率凸高度，尺,为雷诺数。=pgbh证明：利用龙定理法因为=yh-pg'hf（Ldp卫,Ah，E）=0可写为函数关系式/（厶d,p,£）=o上式共7个变量，选择选用d,P，u为基木量,[d]=[MQl!TQ][v]=[M^T'}][p]=[A/,rV°]010基本因次的指数行列式为01-1=-1^0
5、1-30故所选的基本量是因次独立的，根据〃定理可得兀、=ppa、¥队d丫'7T2=//pa2V02d72&（龙]，龙2，龙3，龙4）=071、-IpayV0：'dA龙4=kps*叭In根据因次关系有[M°厶°丁°]=[ML厂2][MZ/3『[厶厂I严[厶严=［M严［门®[厶]一1一3血+“
6、+幷由因次和谐原理有oQ=—1,0］=・2,/j=0［耐1+0=0［T］：-2-^=0［厶］：—1—3G］+#+%=0_A/?o羽=2=同理可求得心=Rem=!-,兀=・・AddF",龙2,叭，龙4）=片（尘，创,£,£）=（）pv^fl
7、dd。尘也占为三右）0厂pddddV2Ik^hf=--F.（Re,-）2gdd厲（屉）称为沿程阻力系数，它是雷诺数Re的函数。4、简述变态模型及适用范围？（p60）（1）从惯性力相似分析，变态模型运动场和动力场不完全相似。主要是铅直方向的时均、脉动流速及相关物理量不相似。也=丄血石1YH1（2）由紊动阻力相似分析，河岸与河底阻力相似率系数不同（河底：模型大于原型；河岸：模型与原型相同）。；2/3;1/6/6f_儿h_人#2,3J处~才/2(3)由此分析变态模型适应性〉5〜105、说明为什么紊流区称为“阻力平方区”和“自动模型区
8、”？答：由式Ff=hpLV2可知紊流阻力与速度平方成正比，故紊流区也称为阻力平8方区，同时由式戶1—可知紊流阻力系数中取决于相对糙率而与(1.74+21g-)2kk雷诺数无关。所以，在紊流区内，只要使模型的相对糙率和原型相对糙率相同，就能达到阻力系数/相等，动力相似也就自动满足，因此紊流区也叫“自动模型区"。
