分層流速控制水槽的模擬及智能化控制

陶偉偉，饒 磊

(河海大學機電工程學院，江蘇 常州 213000)

分層流速控制水槽的模擬及智能化控制

陶偉偉，饒 磊

(河海大學機電工程學院，江蘇 常州 213000)

設計了一種多路循環分層流速控制水槽，并建立了用于模擬分層控制的數學模型及實驗平臺。通過建立的實驗平臺，采用實驗和模擬結合的方法研究噴口流速組合對水槽中水體流速分布形態的影響。針對同一種水流形態，通過改變其速度大小來觀察水流形態的變化以及速度大小的分布和有效區域的范圍變化。通過改變進水口初始速度，得到不同的水流形態。研究中模擬了常見的幾種水流形態(直線型、上快下慢型和拋物線型)，利用模擬所得各形態特征的數據，結合神經網絡實現對實驗平臺智能化控制，從而實現對水槽的智能化控制。

分層控制；數值模擬；神經網絡；智能化控制

在自然河流和湖泊中，水流對泥沙長期的侵蝕、搬運和堆積，創建了多樣性的河槽，使得自然水體的流速、流態非常復雜。同時人類也在不斷對河流湖泊進行改造，多樣化的河槽形態特征使得水流在縱橫斷面以及水深方向上的流速分布不均勻[1]，也使得基于不同河槽特征的水流形態模擬非常困難。因此，研發適用于模擬天然水體復雜水流的方法具有重要的應用價值。

目前，試驗水槽依舊是水動力、水環境及水利工程科學研究領域的重要裝置。如何在試驗水槽中構建與目標水體相似的水流環境是研究工作開展的重要基礎。……