Excel在水利工程閘孔尺寸計(jì)算中的應(yīng)用

Excel在水利工程閘孔尺寸計(jì)算中的應(yīng)用

韓紅亮1， 陳戰(zhàn)利2， 王雪梅1

(1.楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院水利工程分院， 陜西 楊凌 712100； 2.河北天和咨詢有限公司， 河北 石家莊 050000)

摘要：針對(duì)閘孔尺寸設(shè)計(jì)工作計(jì)算量大的問題，將Microsoft Excel軟件應(yīng)用于該項(xiàng)工作。主要利用軟件的相對(duì)引用、絕對(duì)引用、IF( )函數(shù)等常規(guī)計(jì)算功能，可快速確定閘孔尺寸。通過計(jì)算機(jī)編程，實(shí)現(xiàn)了閘孔尺寸的快速運(yùn)算。

關(guān)鍵詞：Excel； 閘孔尺寸； 計(jì)算與應(yīng)用

收稿日期：2015-04-07

作者簡(jiǎn)介：韓紅亮(1986-)，男，河北邢臺(tái)人，碩士，助教，主要從事水利工程專業(yè)的教學(xué)與科研工作。

中圖分類號(hào)：TP313

收稿日期：2015-03-05

基金項(xiàng)目：楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院2012年人文社科類研究項(xiàng)目《電子技術(shù)》課程教學(xué)改革的探索與實(shí)踐(GJ1220)

Application of Excel in the Calculation of Sluice Hole Size

HAN Hong-liang1, CHEN Zhan-li2, WANG Xue-mei1

(1.Branch College of Water Conservation Engineering, Yangling Vocational and Technical College,

Yangling, Shaanxi 712100,China; 2.Tianhe Consulting Ltd of Hebei, Shijiazhuang, Hebei 050000,China)

Abstract:According to the problem of large calculation in designing the sluice hole size, Microsoft Excel was applied in the work. The sluice hole size would be solved quickly by using the relative references, absolute reference and the IF () function mainly. Through computer programming, fast calculation of sluice hole size was achieved.

Key words: Excel; sluice hole size; calculation and application

0引言

水工建筑物設(shè)計(jì)內(nèi)容中，閘孔尺寸計(jì)算是較為繁瑣的工作，要求設(shè)計(jì)人員能根據(jù)閘孔出流的特點(diǎn)判斷閘孔出流形態(tài)，并能應(yīng)用閘孔出流的基本公式計(jì)算閘孔開度。其計(jì)算步驟較多，需要運(yùn)用試算法才能完成，計(jì)算量較大。

Microsoft excel軟件具有強(qiáng)大的計(jì)算功能，應(yīng)用軟件編制的計(jì)算程序，可較好地解決水閘尺寸計(jì)算量大的難題[1]。筆者結(jié)合高職水利水電建筑工程專業(yè)教學(xué)資源庫建設(shè)項(xiàng)目，將Excel應(yīng)用于閘孔尺寸的計(jì)算工作，節(jié)省了計(jì)算時(shí)間。

1閘孔尺寸計(jì)算中主要的Excel功能

1.1　基礎(chǔ)計(jì)算

包括加(“+”)、減(“-”)、乘(“*”)、除(“/”)、冪函數(shù)(“ab”)、開方(“sqrt()”)等計(jì)算功能。

1.2　相對(duì)引用和絕對(duì)引用 [2]

采用相對(duì)引用，單元格的引用會(huì)隨著公式所在單元格位置的改變而改變。采用絕對(duì)引用，只要在引用的單元格的行號(hào)和列號(hào)前加上“$”符號(hào)，即可保證被引用在公式單元格位置變化的情況下保持不變。

1.3　IF()函數(shù)

IF()函數(shù)是一個(gè)用來判斷條件是否滿足的邏輯函數(shù)，如果滿足條件，則返回一個(gè)值，反之則返回另一個(gè)值。其函數(shù)結(jié)構(gòu)為 IF(logical-test, value-if-true, value-if-false)，其中，logical-test為判斷條件，valuee-if-true、value-if-false分別為當(dāng)判斷條件為真和假時(shí)的返回值[3]。例如，在單元格中輸入=IF(100>80，1，0)，因?yàn)?00大于80，則單元格中顯示1，如果將函數(shù)改為=IF(100<80，1，0)，則單元格中顯示0。

2閘孔尺寸確定的傳統(tǒng)解法[4-6]

工程任務(wù)：某一單孔平板閘門如圖1所示，已知設(shè)計(jì)流Q0=5 m3/s，閘寬b=3 m，閘下游河道正常水深h0=1.5 m，閘底坎為平頂堰式，堰高P1=0.5 m，閘前水頭H=1.32 m。試確定通過設(shè)計(jì)流量時(shí)的閘門開度e (忽略上游行近流速v0)。

圖1閘孔布置圖圖2閘孔出流淹沒系數(shù)

表1　平板閘門垂直收縮系數(shù)ε 2

0.4924=0.5133

先按照閘孔出流的自由出流狀態(tài)計(jì)算單寬流量：

收縮斷面的水深：hc=ε2e=0.6439×0.65=

0.419(m)

下游水深：ht=1.5-0.5=1(m)

查圖2可得淹沒系數(shù)σs=0.99。

則在閘門開度e=0.65時(shí)，過流能力：

此時(shí)Q1≈Q0，故閘門開啟高度為e=0.65 m。

3用Excel進(jìn)行閘孔尺寸的計(jì)算

編寫excel程序的步驟如下：

3.1　羅列基本參數(shù)

基本參數(shù)包括設(shè)計(jì)流量Q0，堰上水頭H，閘門孔數(shù)n，閘單孔凈寬b，堰高P1，下游河道水深h0。

3.2　確定(計(jì)算)閘門的相關(guān)參數(shù)

根據(jù)題意，可計(jì)算得到閘后下游水深ht，閘孔總凈寬B，行進(jìn)流速v0，堰上總水頭H0等。

3.3　編寫試算程序

根據(jù)試算思路，依照水力計(jì)算公式，逐一編寫各參數(shù)的計(jì)算程序，用試算方法求得結(jié)果。

編制excel計(jì)算過程如圖3。

圖3閘孔尺寸Excel計(jì)算表

將excel公式編制的程序列于表2。

表2　閘孔尺寸計(jì)算的excel公式匯總

4結(jié)語

閘孔尺寸計(jì)算程序編制過程中，除利用Excel軟件常規(guī)的加、減、乘、除等功能外，還利用了相對(duì)引用、絕對(duì)引用、IF( )函數(shù)等計(jì)算功能。

將Excel軟件引入閘孔尺寸的計(jì)算工作，不但可以保證計(jì)算精度，還大大提高了設(shè)計(jì)效率。計(jì)算機(jī)工具的使用，降低了閘孔尺寸設(shè)計(jì)的工作量。筆者建議，將Excel軟件推廣到更多的設(shè)計(jì)工作中，充分發(fā)揮該軟件強(qiáng)大的計(jì)算功能，提高工作效率。

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