基于SSA-BP算法的仿鸮翼形量水槽水力性能

S274.4; 为了设计出构造简单、水力性能优良,同时能满足灌区量水需求的量水槽,该研究根据鸮翼曲线提出了一种仿鸮翼形渠道量水槽.首先,利用基于麻雀搜索算法的BP神经网络(sparrow search algorithm,SSA-BP)优化鸮翼展向比,得到最小水头损失的量水槽线形,并探究了优化后的量水槽在输水渠道的适用性.进一步地,在8种流量工况下,选用6组收缩比开展测流试验,结合FLOW-3D数值模拟分析仿鸮翼形量水槽水头损失、弗劳德数、壅水高度、临界淹没度等水力参数,建立测流公式.试验表明,基于SSA-BP优化的仿鸮翼形量水槽具有良好的测流性能,在建议收缩比0.60～0.66范围内,其水头...

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Published in农业工程学报 Vol. 40; no. 9; pp. 59 - 67
Main Authors 姚田成, 张宽地, 杨洋, 李柯, 吕宏兴
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 西北农林科技大学黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室,杨凌 712100 01.05.2024
西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室,杨凌 712100%西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室,杨凌 712100
Subjects
优化算法
量水槽
flow measuring flume
contraction ratio
hydraulic performance
仿生
收缩比
optimization algorithm
数值模拟
水力性能
bionics
numerical simulation
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ISSN1002-6819
DOI10.11975/j.issn.1002-6819.202309133

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Summary:S274.4; 为了设计出构造简单、水力性能优良,同时能满足灌区量水需求的量水槽,该研究根据鸮翼曲线提出了一种仿鸮翼形渠道量水槽.首先,利用基于麻雀搜索算法的BP神经网络(sparrow search algorithm,SSA-BP)优化鸮翼展向比,得到最小水头损失的量水槽线形,并探究了优化后的量水槽在输水渠道的适用性.进一步地,在8种流量工况下,选用6组收缩比开展测流试验,结合FLOW-3D数值模拟分析仿鸮翼形量水槽水头损失、弗劳德数、壅水高度、临界淹没度等水力参数,建立测流公式.试验表明,基于SSA-BP优化的仿鸮翼形量水槽具有良好的测流性能,在建议收缩比0.60～0.66范围内,其水头损失为7.75％～14.21％,临界淹没度为0.81～0.90,上游壅水高度为0.84～3.16 cm,上游弗劳德数均小于0.42,符合灌区量水要求.建立的测流公式,平均测流误差为1.49％,测流精度较高.仿鸮翼形量水槽各项水力性能指标优良,能满足灌区测量精度,针对灌区优化水资源配置、精细化用水具有一定的推广价值.
ISSN:1002-6819
DOI:10.11975/j.issn.1002-6819.202309133