(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210763144.7 (22)申请日 2022.07.01 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114841020 A (43)申请公布日 2022.08.02 (73)专利权人 交通运输部天津水运工程科 学研 究所 地址 300456 天津市滨 海新区塘沽新港二 号路37号 (72)发明人 齐春风　彭伟　欧阳群安 　普晓刚　 田睿　周桂德　宋辉　范婷　 吴琼林　 (74)专利代理 机构 天津市鼎和专利商标代理有 限公司 12101 专利代理师 杨佳伟(51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 30/15(2020.01) G06F 113/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) 审查员 宋佳璇 (54)发明名称 带导流屏船闸下游引航道口门区横流极值 计算方法及应用 (57)摘要 本发明公开了带导流屏船闸下游引航道口 门区横流极值计算方法及应用， 属于水利工程枢 纽通航水力技术领域， 本发明提出的计算方法可 快速计算带导流屏结构的船闸下游引航道口门 区横流强度， 利用来流水力参数、 口门区几何参 数和导流屏结构设计参数， 可以快速精准地计算 得到船闸下游引航道口门区水流表面横向流速 极值， 数据准确， 简单易得， 能够真实反映出船闸 下游引航道口门区水流表面横流强度大小， 进而 参照标准对船闸下游引航道口门区通航水流条 件进行判定。 通过评估船闸下游引航道口门区通 航水流条件可实现对导流屏结构参数设计合理 性的快速判断， 方便工程设计人员在导流屏结构 设计中应用， 提高导 流屏结构设计效率。 权利要求书1页 说明书7页 附图6页 CN 114841020 B 2022.09.13 CN 114841020 B 1.一种带导流屏船闸下游引航道口门区横流极值计算方法， 其特征在于， 采用以下公 式计算船闸下游引航道口门区水流表面横向流速极值， 设口门区水流表面横向流速 极值为 ： 式中 为船闸引航道导航墙末端泄流断面的水深， 为船闸引航道导航墙末端泄流断 面的流速， 为河道泄流中心线与船闸引航道航中线的夹角， 为船闸下游引航道口门区 宽度， 为导流屏插板之间横向间隔宽度， 为导流屏插板底部透空高度， 为导流屏插板 方向与引航道航中线的夹角。 2.一种应用权利要求1所述方法进行导流屏设计以及优化的方法， 其特征在于， 包括以 下步骤： S1、 给定船闸下游引航道 口门区几何参数和口门区上游的来流水力参数， 船闸下游引 航道口门区几何参数包括河道泄流中心线与船闸引航道航中线的夹角 、 船闸下游引航道 口门区宽度 ， 来流水力参数包括船闸引航道导航墙末端泄流断面的水深 、 船闸引航道 导航墙末端泄流断面的流速 ； S2、 设定导流屏的结构设计参数， 所述导流屏的结构设计参数包括导流屏插板之间横 向间隔宽度 、 导流屏插板底部 透空高度 、 导流屏插板方向与引航道航中线的夹角 ； S3、 根据以下公式计算船闸下游引航道口门区水流表面横向流速极值 ： S4、 给定水流表面流速限值 ， 将S3计算所得 与 进行对比， 若 ＜ ， 导 流屏设计合格； 若 ＞ ， 导流屏设计不合格， 修改S2中设定的导流屏 的结构设计参 数， 重复步骤S2 ‑S4， 直至得到的 ＜ 。 3.根据权利要求2所述的导流屏设计以及优化的方法， 其特征在于： 利用以下公式计算 所述船闸引航道导 航墙末端泄流断面的流速 ： 其中， 为船闸通航流量， 为船闸下游引航道导航堤末端断面的宽度， 为船闸引航 道导航墙末端泄流断面的水深。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114841020 B 2带导流屏船闸下游引航道口门区横流极值计算方 法及应用 技术领域 [0001]本发明涉及水利工程枢纽通航水力学技术领域， 具体为带导流屏船闸下游引航道 口门区横流极值计算方法及应用。 背景技术 [0002]导流屏结构由灌注桩、 承台、 插板组成， 是为改善船闸下游引航道口门区通航水流 条件而设置在口门区边缘、 集挡流与导流功能于一体的三 维透空式导流结构 （见图1 a‑1c） 。 如现有专利 技术 （公开号： CN104975582A） “导流隔流堤及其导流方式 ”所述， 导流屏结构充 分结合了桩基透空隔流堤和导流墩两类导流建筑物的优势， 综合采用阻挡和疏导水流的方 式来削弱口门区斜向水流。 该结构形式已成功应用于五强溪枢纽船闸下游引航道口门区改 造工程中， 经枢纽实船试验证明， 增设导流屏结构可有效削弱船闸下游引航道口门区横流 强度， 从而改善船闸下游引航道口门区急流碍航问题。 船闸下游引航道口门区横流强度通 常以口门区水流表面横向流速 极值来衡量， 口门区水流表面流速的大小 可直观反映导流屏 结构的布置效果。 针对导流屏这种新型导流结构， 目前尚没有关于其结构参数 的快速设计 方法， 结构参数选择只能依赖室内模型 试验手段进行研究， 耗时长且成本高。 [0003]综上所述， 导流屏结构型式简单、 导流效果显著， 作为辅助导航建筑物， 在枢纽通 航领域中具有非常广阔的应用前景， 而船闸下游引航道口门区横流 强度是评价导流屏结构 设计是否合理的重要标准， 因此， 为科学快速指导导流屏的结构参数设计， 有必要提出一种 方便快捷且较为实用的针对带导 流屏的船闸下游引航道口门区的横流极值计算方法。 发明内容 [0004]针对现有技术存在的问题， 本发明提供了一种带导流屏船闸下游引航道口门区横 流极值计算方法及应用， 可实现对布置导流屏结构后的船闸下游引航道口门区横流 强度的 预测， 为导流屏结构参数设计提供技术支持， 以便于工程设计人员 在导流屏结构设计中应 用。 [0005]为实现上述目的， 本发明提出的其中一个技术方案是： 一种带导流屏船闸下游引 航道口门区横流极值计算方法， 其特征在于， 采用以下公式计算船闸下游引航道口门区水 流表面横向流速极值， 设口门区水流表面横向流速极值 为 ： [0006] [0007]式中 为船闸引航道导航墙末端泄流断面的水深， 为船闸引航道导航墙末端泄 流断面的流速， 为河道泄流中心线与船闸引航道航中线的夹角， 为船闸下游引航道口 门区宽度， 为导流屏插板之间横向间隔宽度， 为导流屏插板底部透空高度， 为导流屏 插板方向与引航道航中线的夹角。说　明　书 1/7 页 3 CN 114841020 B 3