CN113191101A - 一种流体运行流与滞流统一规律测量研究方法 - Google Patents

一种流体运行流与滞流统一规律测量研究方法 Download PDF

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CN113191101A CN202110498637.8A CN202110498637A CN113191101A CN 113191101 A CN113191101 A CN 113191101A CN 202110498637 A CN202110498637 A CN 202110498637A CN 113191101 A CN113191101 A CN 113191101A
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Abstract

本发明公开了一种流体运行流与滞流统一规律测量研究方法，该方法包括以下步骤：S1、通过预设方法研究测量控制水流运动的作用；S2、通过预设规则研究测量水流变化；S3、通过预设准则研究水流运动与其控制作用之间的统一规律；S4、通过水流运动与其控制作用之间的统一规律实现解决实际问题。有益效果：解决了流体运行与滞行统一规律的认识与研究方法，消除了现有流体动力学中的片面思维方法，为正确解决流体科学生产技术问题提供了可靠依据。

Description

一种流体运行流与滞流统一规律测量研究方法
技术领域
本发明涉及自然科学基础理论、流体科学及渗流科学研究领域，具体来说，涉及一种流体运行流与滞流统一规律测量研究方法。
背景技术
在实践和实验中发现，在流体运动和渗流现象中总是同时存在两种现象：运行流动如渗流运行现象和滞流运行现象，分别产生运行流量或渗流量与滞流量。这两种现象总是并存。很显然，这两种现象之间存在统一关系规律。那么，该怎样研究认识这两种现象之间的统一规律，在现有科学对该统一规律认知还不完全清楚的同时，也没有阐明研究这两个现象统一的科学方法。
正确认识运行流与滞行流间的统一规律，确定二者之间统一规律研究的科学方法，在实践中具有重要的应用意义。例如，在水文地质研究中心，搞清楚补给流量、滞流水量、渗流排泄流量三者之间的关系规律是正确研究解决水文地质勘探工作的基础，至关重要。三者统一关系规律不仅是地下水运动的基本规律，而且规定了水文地质勘探研究的基本方法。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明提出一种流体运行流与滞流统一规律测量研究方法，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
为此，本发明采用的具体技术方案如下：
一种流体运行流与滞流统一规律测量研究方法，改方法包括以下步骤：
S1、通过预设方法研究测量控制水流运动的作用；
S2、通过预设规则研究测量水流变化；
S3、通过预设准则研究水流运动与其控制作用之间的统一规律；
S4、通过水流运动与其控制作用之间的统一规律实现解决实际问题。
进一步的，所述通过预设方法研究测量控制水流运动的作用还包括以下步骤：
S11、引入作用对立统一方程组，并在实际问题中观测研究所述对立统一方程组中的参数；
其中，所述对立统一方程组为
Figure BDA0003055521080000021
A为作用量、AF为虚作用量、AT为实作用量、E为虚度及T为实度。
进一步的，所述引入作用对立统一方程组，并在实际问题中观测研究所述对立统一方程组中的参数还包括以下步骤：
S111、计算补给流量产生的作用量A1的数值；
S112、计算重力产生的驱动作用量A2的数值；
S113、计算滞流量产生的作用量A3的数值；
S114、计算水流运动的驱动作用量A的数值，并变换得到实测作用对立统一方程组。
进一步的，所述作用量A1的计算公式为：
Figure BDA0003055521080000022
S表示水流受作用断面的面积、ρ表示水流的比重、t表示水流运动时间及补给流量Q；
所述作用量A2的计算公式为：A2＝ρQgt；
ρ表示水流的比重、t表示水流运动时间及补给流量Q；
所述作用量A3的计算公式为：A3＝ρSS(H1-H2)gt；
△H＝H1-H2；
H1＝H0+vt；
A3＝ρSS[(H0+vt)-H2]gt；
SS表示滞流水体水平分布面积、H1和H2分别表示S0断面以上和以下的水位，t表示水流运动时间，ρ表示水流的比重及上升或降低速度为v；
所述作用量A的计算公式为：
Figure BDA0003055521080000031
进一步的，所述变换得到实测作用对立统一方程组还包括以下步骤：
根据虚作用量AF的计算公式AF＝EA及实作用量AT的计算公式AT＝TA推导出以下公式：
Figure BDA0003055521080000032
Figure BDA0003055521080000033
通过公式变换得到所述实测作用对立统一方程组；
所述实测作用对立统一方程组为：
Figure BDA0003055521080000034
进一步的，所述通过预设规则研究测量水流变化还包括以下步骤：
S21、引入水流运动理论方程组，并在实际问题中观测研究所述水流运动理论方程组中的参数：
其中，所述水流运动理论方程组为
Figure BDA0003055521080000035
B为变化量、BF为虚变化量、BT为实变化量、E为虚度及T为实度。
进一步的，所述通过预设规则研究测量水流变化还包括以下步骤：
S211、计算水流变化中虚变化量BF的数值；
S212、计算水流变化中实变化量BT的数值；
S213、计算水流变化中变化量B的数值，并变换得到变化对立统一方程组。
进一步的，所述虚变化量BF计算公式为：
Figure BDA0003055521080000041
S表示水流受作用断面的面积、ρ表示水流的比重、t表示水流运动时间及E虚度；
所述实变化量BT计算公式为：BT＝ρSS[(H0+vt)-H2]gt；
t表示水流运动时间、ρ表示水流的比重及SS是即时水位是H1＝H0+vt、断面S下游水位是H1、滞流水体的水平分布面积；
所述变化量B计算公式为：
Figure BDA0003055521080000042
将上述虚变化量BF的计算公式、实变化量BT的计算公式及变化量B计算公式变换获得变化对立对立统一方程组；
所述理论作用对立统一方程组为：
Figure BDA0003055521080000043
进一步的，所述通过预设准则研究水流运动与其控制作用之间的统一规律还包括以下步骤：
S31、利用所述作用对立统一方程组和所述变化对立统一方程组建立作用变化统一方程组：
Figure BDA0003055521080000051
进一步的，所述通过水流运动与其控制作用之间的统一规律实现解决实际问题还包括以下步骤：
S41、根据所述作用对立统一方程组和所述变化对立统一方程组建立作用变化统一方程组中的两个恒等式：
Figure BDA0003055521080000052
Figure BDA0003055521080000053
将上述两个恒等式推导得到两个并存的方程：
运行方程
Figure BDA0003055521080000054
水位变化方程
Figure BDA0003055521080000055
在观测基础上，通过分析计算，得到方程式中任意一个未知量。
本发明的有益效果为：解决了流体运行与滞行统一规律的认识与研究方法，消除了现有流体动力学中的片面思维方法，为正确解决流体科学生产技术问题提供了可靠依据。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的一种流体运行流与滞流统一规律测量研究方法的流程图；
图2是根据本发明实施例的一种流体运行流与滞流统一规律测量研究方法中补给流、滞流、渗流关系说明图；
图3是根据本发明实施例的一种流体运行流与滞流统一规律测量研究方法中水流流动与滞动统一实验示意图；
图4是根据本发明实施例的一种流体运行流与滞流统一规律测量研究方法中滞流水量与渗流水量统一实验装置示意图。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图，这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理，配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点，图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
根据本发明的实施例，提供了一种流体运行流与滞流统一规律测量研究方法。
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明，如图1-4所示，根据本发明实施例的流体运行流与滞流统一规律测量研究方法，改方法包括以下步骤：
S1、通过预设方法研究测量控制水流运动的作用；
S2、通过预设规则研究测量水流变化；
S3、通过预设准则研究水流运动与其控制作用之间的统一规律；
S4、通过水流运动与其控制作用之间的统一规律实现解决实际问题。
在一个实施例中，所述通过预设方法研究测量控制水流运动的作用还包括以下步骤：
S11、引入作用对立统一方程组，并在实际问题中观测研究所述对立统一方程组中的参数；
其中，所述对立统一方程组为
Figure BDA0003055521080000071
A为作用量、AF为虚作用量、AT为实作用量、E为虚度及T为实度。
实践证明：在水流或地下水渗流现象中，无法直接测到方程组中的作用量A、虚作用量AF、实作用量AT、虚度E和实度T这5个量中的任何一个量。但是，可以通过测量间接测得作用量或作用函数，根据实际观测研究得知：导致水流运动的驱动作用量由补给流量的动量、重力、滞流水体压力共同生成。
在一个实施例中，所述引入作用对立统一方程组，并在实际问题中观测研究所述对立统一方程组中的参数还包括以下步骤：
S111、计算补给流量产生的作用量A1的数值；
S112、计算重力产生的驱动作用量A2的数值；
S113、计算滞流量产生的作用量A3的数值；
S114、计算水流运动的驱动作用量A的数值，并变换得到实测作用对立统一方程组。
在一个实施例中，所述作用量A1的计算公式为：
Figure BDA0003055521080000072
通过测得补给流量Q、受作用断面S、比重ρ、流动时间t几个参数，就可以确定由补给流量产生的作用量A1值；
S表示水流受作用断面的面积、ρ表示水流的比重、t表示水流运动时间及补给流量Q；
所述作用量A2的计算公式为：A2＝ρQgt；
通过测得Q值、ρ值，通过计算即可获得A2值；
ρ表示水流的比重、t表示水流运动时间及补给流量Q；
所述作用量A3的计算公式为：A3＝ρSS(H1-H2)gt；
△H＝H1-H2；
H1＝H0+vt；
A3＝ρSS[(H0+vt)-H2]gt；
此外，通过观测获得H0、SS、v、H2数据，便可以得到第三种控制水流运动的作用量；
SS表示滞流水体水平分布面积、H1和H2分别表示S0断面以上和以下的水位，t表示水流运动时间，ρ表示水流的比重及上升或降低速度为v；
所述作用量A的计算公式为：
Figure BDA0003055521080000081
在一个实施例中，所述变换得到实测作用对立统一方程组还包括以下步骤：
根据虚作用量AF的计算公式AF＝EA及实作用量AT的计算公式AT＝TA推导出以下公式：
Figure BDA0003055521080000082
Figure BDA0003055521080000083
通过公式变换得到所述实测作用对立统一方程组；
所述实测作用对立统一方程组为：
Figure BDA0003055521080000084
在一个实施例中，所述通过预设规则研究测量水流变化还包括以下步骤：
S21、引入水流运动理论方程组，并在实际问题中观测研究所述水流运动理论方程组中的参数：
其中，所述水流运动理论方程组为
Figure BDA0003055521080000091
B为变化量、BF为虚变化量、BT为实变化量、E为虚度及T为实度；
在水流或渗流中，可以观测到两个总是并存的变化现象。
在一个实施例中，所述通过预设规则研究测量水流变化还包括以下步骤：
S211、计算水流变化中虚变化量BF的数值；
S212、计算水流变化中实变化量BT的数值；
S213、计算水流变化中变化量B的数值，并变换得到变化对立统一方程组。
IT可以被看做是用于度量虚变化现象的物理量，因此，用虚变化量符号BF代替IT，得虚变化函数；
在一个实施例中，所述虚变化量BF计算公式为：
Figure BDA0003055521080000092
S表示水流受作用断面的面积、ρ表示水流的比重、t表示水流运动时间及E虚度；
滞流水变化现象，即是变化现象；
水流或渗流受到阻碍，形成滞流水。滞流水的变化通过滞流水位变化来显示，考虑量纲统一，也用动量单位来度量滞流变化现象；
所述实变化量BT计算公式为：BT＝ρSS[(H0+vt)-H2]gt；
t表示水流运动时间、ρ表示水流的比重及SS是即时水位是H1＝H0+vt、断面S下游水位是H1、滞流水体的水平分布面积；
所述变化量B计算公式为：
Figure BDA0003055521080000093
将上述虚变化量BF的计算公式、实变化量BT的计算公式及变化量B计算公式变换获得变化对立对立统一方程组；
所述理论作用对立统一方程组为：
Figure BDA0003055521080000101
在一个实施例中，所述通过预设准则研究水流运动与其控制作用之间的统一规律还包括以下步骤：
S31、利用所述作用对立统一方程组和所述变化对立统一方程组建立作用变化统一方程组：
Figure BDA0003055521080000102
这个方程组就是用于描述水流运动完整规律的方程组，其中各个物理量之间的统一规律都包含在方程组之中。
在一个实施例中，所述通过水流运动与其控制作用之间的统一规律实现解决实际问题还包括以下步骤：
S41、根据所述作用对立统一方程组和所述变化对立统一方程组建立作用变化统一方程组中的两个恒等式：
Figure BDA0003055521080000103
Figure BDA0003055521080000104
将上述两个恒等式推导得到两个并存的方程：
运行方程
Figure BDA0003055521080000105
水位变化方程
Figure BDA0003055521080000106
在观测基础上，通过分析计算，得到方程式中任意一个未知量。
此外，流体运行流与滞行流统一规律的测量方法如下：
方程
Figure BDA0003055521080000111
与
Figure BDA0003055521080000112
都是阐明水流运行和滞行统一规律的方程，因此，根据这两个方程，测量通过过水断面面积S、排泄流量q、孔隙度E、补给流量Q、滞流水位分布面积SS，就可以获得实度(阻流率)T＝1-E值和水位增量△H值，全面掌握渗流和滞流统一规律；总之，流体运动中的流与滞流两个现象是共存、统一的，要测量其统一规律，需要在测量研究流体运行完整规律基础上、测量已知数据、计算未知数据来完成。
此外，流体运动与滞动统一规律实验论证研究：
水流运行公式
Figure BDA0003055521080000113
与滞流水位上升计算公式
Figure BDA0003055521080000114
都是用于阐明水流运动与滞动统一关系规律的方程，只要证明这两个公式是正确的，就能证明运动与滞动间的统一关系规律是正确的；
实验：如图3所示，地表有一河流，在河流中建造一个拦水大大坝，建设一个渗流与滞流统一的实验构造。其中，供给水库的河流水流量为Q；水库漏水渗流量是q；大坝漏水断面面积为S；S的漏水孔隙度是E；水库建成后的初始水位是H0；水库水位升高速度是v；从大坝向下游渗出的水流受阻、形成水位h；水库水位的分布面积是SS；大坝渗流通过S断面的运行距离是x。问：该怎样研究水库的滞流水位与渗流量之间的平衡关系规律；
实验观测、分析、论证方法如下：
首先通过观测获得供水流量Q、漏水断面面积S、S的漏水孔隙度E、初始水位H0、水位升高速度v、水坝下游水位h、水库水位的分布面积是SS，再计算水位差H＝H0+vt，再根据方程
Figure BDA0003055521080000121
通过计算获得渗流量q值。然后，用计算所得q值与实测q值进行对比，从而证明公式
Figure BDA0003055521080000122
的正确性：测量q值与计算q值相等，便可证明公式
Figure BDA0003055521080000123
是正确的，否则，就不正确(前提条件是水库不下渗，没有其它排泄途径)。数据对比重复进行，获得最终论证结论。
同理，通过测量得到供水流量Q、漏水断面面积S、S的漏水孔隙度E、渗流量q、水库水位的分布面积是SS，根据公式
Figure BDA0003055521080000124
通过计算获得水位差量，再与实测水位差量△H＝[(H0+vt)-H2]进行对比，最终证明滞流水位计算公式
Figure BDA0003055521080000125
是否正确：观测数据与计算数据相等，就证明公式正确；否则不正确。
本发明针对现有科学不明确流动与滞流统一关系规律、没有建立研究流体运动完整规律科学方法的不足，提供一种流体运行流与滞流统一规律测量研究方法。
1、流体运动中的一对共存现象
流体运动是在驱动力的驱动、运行路径条件的限制下活动的现象。在流体运动中总是有流动与滞流两种现象并存。其中，流动形成一个运行流量；滞流产生滞流量，形成滞流水位。
2、流体运动中的基本规律
图2是地表滞流水、地下滞流水、补给水流、渗流关系示意图。根据该图可以看出：在任意一个水流运行的过水断面上都能够同时存在流动和滞流两个物理量。流动还是滞流总是构成一对相互对立、同时又相互统一的物理量。这就是水流运动的基本规律。
3、流体运动基本规律详解
根据现有科学无法详细描述流体运行机理。能够详细阐述流体运行规律的有一种新理论，叫作用学。根据作用学，在流体运动现象中包含如下3个对立统一规律：
(1)作用对立统一规律
流体之所以运动，首先决定于它接受的驱动作用。在这个驱动作用中存在一个对立统一规律。
驱动作用产生的驱动作用量A并不能全部用于驱动流体运行，而只有一部分用于驱动流体通过一定断面上的通道运行，这部分驱动量被称为虚作用量，记为AF；另一部分则是用于克服阻力、与阻碍作用量相抗衡的作用量，叫实作用量，记为AT。虚作用量AF与作用量A之比值等于虚度，即虚作用率，记为E；实作用量AT与作用量A之比值等于实度，即实作用率，记为T。AF与AT两个量具有相反的物理意义，被认为二者是对立的；AF与AT分别都构成A的部分，又具有统一关系，即AF与AT对立统一于A。E和T分别代表虚作用率和实作用率，分别表示流体接受作用的两种不同性质，它们的含义是相反的；但都是用于描述同一个流体断面接受同一个作用的性质，又具有统一特性。AF和AT两者也具有对立统一关系规律：T和E对立统一于1。A、AT、AF、E、T这5个量关系密切、是不可分割的5个重要物理量，但是，这5个量的统一并不能用单一一个函数表述清楚，而必须用一个方程组才能完整表达，这个方程组就是
Figure BDA0003055521080000141
该方程组为作用对立统一方程组，由于
Figure BDA0003055521080000142
Figure BDA0003055521080000143
F、FF、FT分别叫力、虚力、实力，所以，作用对立统一方程组也可以表述为
Figure BDA0003055521080000144
这是存在于流体运动中的第一个基本规律；
(2)变化对立统一规律
流体运动现象的实质是流体的变化现象。驱动作用能够导致流体发生变化的最大变化量叫变化量，记为B；流体在驱动作用下形成的运行变化量被称为虚变化量，记为BF；流体在驱动作用下产生的滞行变化量被称为实变化量，记为BT。BF和BT的分配关系决定于运行率与滞行率。运行率等于虚变化量与变化量之比，等于虚度E；滞行率等于实变化量与变化量之比，等于实度T。B、BT、BF、E、T这5个量之间的统一与对立统一关系规律也构成了一个方程组，叫变化对立统一方程组：
Figure BDA0003055521080000145
这是存在于流体运动中的第二个基本规律；
(3)作用与变化间的统一规律
作用与变化之间具有相互对应统一关系规律，有什么样的作用就有什么样的变化，变化量总是有相应的作用量与之相对应。这种统一由作用对立统一方程组与变化对立统一方程组对应相等关系产生，即
Figure BDA0003055521080000151
这是存在于流体运动现象中的第3个基本规律，这3个方程组阐释了存在于流体运动中的基本规律和完整规律。
为了方便理解本发明的上述技术方案，以下就本发明在实际过程中的工作原理或者操作方式进行详细说明。
在实际应用时，流体运行与滞行统一规律在实践中具有重要应用意义，例如，在水文地质勘探中，这一规律有助于指导地下水赋存与运动统一分析计算研究；再如，在生物生长演化过程研究中，可以用于营养输入、吸收、排泄3者统一关系规律研究。
这里通过实例说明其应用方法如下：
应用实施例1：研究含水地层的导水性质：
图4是用于研究滞流水量与渗流量统一关系的实验装置。图中，abef代表地表滞流水体；bcdg代表地下含水、导水地层体；Q是补给流量，由大气降水或地表河流水向补给；由于受地层阻碍，补给流量进入滞流空间abef后形成滞流水体Vabef；补给流量和地表滞流水量构成了含水层bcdg的补给水源；q代表渗流量，从渗出口cd渗出；
在这个水力动态平衡体系中，其驱动力由4个量合成：
(1)补给流量Q产生的作用量
Figure BDA0003055521080000161
(2)水源地表滞流水体产生的作用量A2＝ρVabefgt；
(3)地下滞流水体产生的作用量A3＝kρVbcdggt；
(4)进入地表滞流水体后，流量Q接受的重力作用量A4＝ρQgt。
式中，k表示含水导水层的平均孔隙度；Vabef表示地表滞流水体的体积；Vbcdg表示地下含水层体积；g是重力加速度；ρ是水的比重；t是地下水存在、运行的时间，也是地下水受作用的时间；
排出口受作用断面面积S接受的作用量由上述4个作用量合成，即：
Figure BDA0003055521080000162
其中，由流量Q产生的作用量通过传递最终作用到受作用断面S上。作用量中的虚作用量和实作用量分别是：
Figure BDA0003055521080000163
和
Figure BDA0003055521080000164
由
Figure BDA0003055521080000165
得
Figure BDA0003055521080000166
由
Figure BDA0003055521080000167
得
Figure BDA0003055521080000168
公式中，q是渗出流量；
联立方程组：
Figure BDA0003055521080000171
测得所有已知量，求解方程，就可以得到含水、导水地层的可运行性质参数即虚度E值和不可运行性质参数即实度T值。即：
Figure BDA0003055521080000172
由于T+E＝1，所以，
Figure BDA0003055521080000173
该式也是该水流系统中渗流与滞流间的对立统一关系式，含水导水层的平均孔隙度是：
Figure BDA0003055521080000174
孔隙度k与虚度E值是不能划等号的物理量；
根据以上研究得知，控制地下水运动的作用来自补给流量和滞流水体，认为水位差是驱动地下水运动的动力来源是不准确的，而且，达西定律式表达的渗流运动与其控制因素之间的关系式也是不准确的；
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围
如图4所示，通过实地观测和探测与分析研究手段获取地表滞流水体积Vbcdg、地下滞流水体积Vabef、补给流量Q、水的密度ρ、渗出口断面面积S、深处流量q几个已知量；然后，分别建立控制水流运动的作用方程组：
Figure BDA0003055521080000181
变化对立同一方程组：
Figure BDA0003055521080000182
作用与变化同一方程组：
Figure BDA0003055521080000183
Figure BDA0003055521080000184
再根据方程组中虚作用与虚变化恒等式
Figure BDA0003055521080000185
和实际作用与变化恒等式
Figure BDA0003055521080000186
建立运行(渗流)量与滞流量之间的统一方程组
Figure BDA0003055521080000187
或二者之间的统一方程
Figure BDA0003055521080000191
最终解决实际问题：如计算求解表征地层可运行性质参数E、不可运行性质参数T和含水岩层的平均孔隙度k参数值。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，解决了流体运行与滞行统一规律的认识与研究方法，消除了现有流体动力学中的片面思维方法，为正确解决流体科学生产技术问题提供了可靠依据。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种流体运行流与滞流统一规律测量研究方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
S1、通过预设方法研究测量控制水流运动的作用；
S2、通过预设规则研究测量水流变化；
S3、通过预设准则研究水流运动与其控制作用之间的统一规律；
S4、通过水流运动与其控制作用之间的统一规律实现解决实际问题。
2.根据权利要求1所述的一种流体运行流与滞流统一规律测量研究方法，其特征在于，所述通过预设方法研究测量控制水流运动的作用还包括以下步骤：
S11、引入作用对立统一方程组，并在实际问题中观测研究所述对立统一方程组中的参数；
其中，所述对立统一方程组为
Figure FDA0003055521070000011
A为作用量、AF为虚作用量、AT为实作用量、E为虚度及T为实度。
3.根据权利要求2所述的一种流体运行流与滞流统一规律测量研究方法，其特征在于，所述引入作用对立统一方程组，并在实际问题中观测研究所述对立统一方程组中的参数还包括以下步骤：
S111、计算补给流量产生的作用量A1的数值；
S112、计算重力产生的驱动作用量A2的数值；
S113、计算滞流量产生的作用量A3的数值；
S114、计算水流运动的驱动作用量A的数值，并变换得到实测作用对立统一方程组。
4.根据权利要求3所述的一种流体运行流与滞流统一规律测量研究方法，其特征在于，所述作用量A1的计算公式为：
Figure FDA0003055521070000021
S表示水流受作用断面的面积、ρ表示水流的比重、t表示水流运动时间及补给流量Q；
所述作用量A2的计算公式为：A2＝ρQgt；
ρ表示水流的比重、t表示水流运动时间及补给流量Q；
所述作用量A3的计算公式为：A3＝ρSS(H1-H2)gt；
△H＝H1-H2；
H1＝H0+vt；
A3＝ρSS[(H0+vt)-H2]gt；
SS表示滞流水体水平分布面积、H1和H2分别表示S0断面以上和以下的水位，t表示水流运动时间，ρ表示水流的比重及上升或降低速度为v；
所述作用量A的计算公式为：
Figure FDA0003055521070000022
5.根据权利要求4所述的一种流体运行流与滞流统一规律测量研究方法，其特征在于，所述变换得到实测作用对立统一方程组还包括以下步骤：
根据虚作用量AF的计算公式AF＝EA及实作用量AT的计算公式AT＝TA推导出以下公式：
Figure FDA0003055521070000023
Figure FDA0003055521070000024
通过公式变换得到所述实测作用对立统一方程组；
所述实测作用对立统一方程组为：
Figure FDA0003055521070000031
6.根据权利要求5所述的一种流体运行流与滞流统一规律测量研究方法，其特征在于，所述通过预设规则研究测量水流变化还包括以下步骤：
S21、引入水流运动理论方程组，并在实际问题中观测研究所述水流运动理论方程组中的参数：
其中，所述水流运动理论方程组为
Figure FDA0003055521070000032
B为变化量、BF为虚变化量、BT为实变化量、E为虚度及T为实度。
7.根据权利要求6所述的一种流体运行流与滞流统一规律测量研究方法，其特征在于，所述通过预设规则研究测量水流变化还包括以下步骤：
S211、计算水流变化中虚变化量BF的数值；
S212、计算水流变化中实变化量BT的数值；
S213、计算水流变化中变化量B的数值，并变换得到变化对立统一方程组。
8.根据权利要求7所述的一种流体运行流与滞流统一规律测量研究方法，其特征在于，所述虚变化量BF计算公式为：
Figure FDA0003055521070000033
S表示水流受作用断面的面积、ρ表示水流的比重、t表示水流运动时间及E虚度；
所述实变化量BT计算公式为：BT＝ρSS[(H0+vt)-H2]gt；
t表示水流运动时间、ρ表示水流的比重及SS是即时水位是H1＝H0+vt、断面S下游水位是H1、滞流水体的水平分布面积；
所述变化量B计算公式为：
Figure FDA0003055521070000041
将上述虚变化量BF的计算公式、实变化量BT的计算公式及变化量B计算公式变换获得变化对立对立统一方程组；
所述理论作用对立统一方程组为：
Figure FDA0003055521070000042
9.根据权利要求8所述的一种流体运行流与滞流统一规律测量研究方法，其特征在于，所述通过预设准则研究水流运动与其控制作用之间的统一规律还包括以下步骤：
S31、利用所述作用对立统一方程组和所述变化对立统一方程组建立作用变化统一方程组：
Figure FDA0003055521070000043
10.根据权利要求9所述的一种流体运行流与滞流统一规律测量研究方法，其特征在于，所述通过水流运动与其控制作用之间的统一规律实现解决实际问题还包括以下步骤：
S41、根据所述作用对立统一方程组和所述变化对立统一方程组建立作用变化统一方程组中的两个恒等式：
Figure FDA0003055521070000044
Figure FDA0003055521070000045
将上述两个恒等式推导得到两个并存的方程：
运行方程
Figure FDA0003055521070000051
水位变化方程
Figure FDA0003055521070000052
在观测基础上，通过分析计算，得到方程式中任意一个未知量。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140365130A1 (en) * 2011-12-20 2014-12-11 Bp Exploration Operating Company Limited Estimating flow rates from multiple hydrocarbon reservoir layers into a production well
CN105527198A (zh) * 2016-01-20 2016-04-27 王昌益 一种渗流运动规律的测量方法
CN107169177A (zh) * 2017-04-27 2017-09-15 王昌益 一种自然变化规律测量的数学方法
CN110096667A (zh) * 2019-04-30 2019-08-06 王昌益 一种由自然规律确定的科学研究方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140365130A1 (en) * 2011-12-20 2014-12-11 Bp Exploration Operating Company Limited Estimating flow rates from multiple hydrocarbon reservoir layers into a production well
CN105527198A (zh) * 2016-01-20 2016-04-27 王昌益 一种渗流运动规律的测量方法
CN107169177A (zh) * 2017-04-27 2017-09-15 王昌益 一种自然变化规律测量的数学方法
CN110096667A (zh) * 2019-04-30 2019-08-06 王昌益 一种由自然规律确定的科学研究方法

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