明渠恒定流 · 曼宁公式 返回 EN · ZH
Open Channel Flow

明渠恒定流计算器 — 曼宁公式

支持矩形、梯形、圆形、三角形断面的明渠水力计算。实时绘制Q-y曲线与断面可视化,自动判别流态。

参数设置
断面形状
底宽 b 2.00 m
水深 y 1.00 m
糙率系数 n 预设
曼宁 n 0.0130
底坡 S₀ 0.00100
流速 V [m/s]
流量 Q [m³/s]
水力半径 R [m]
断面积 A [m²]
弗劳德数 Fr
流态
过水断面
Q-y 曲线

理论公式

曼宁公式(SI单位制):

$$V = \frac{1}{n} R^{2/3} S_0^{1/2}, \quad Q = V \cdot A$$

水力半径:$R = A/P$(A:过水面积,P:湿周)

弗劳德数:$Fr = \dfrac{V}{\sqrt{g\,A/B}}$(B:水面宽)

矩形断面:$A = b\,y$,$P = b + 2y$,$B = b$

梯形断面:$A = (b+zy)\,y$,$P = b + 2y\sqrt{1+z^2}$

CFD 应用:曼宁公式常用于CFD(OpenFOAM、FLOW-3D)分析前的初步水力设计和校核。明渠CFD中采用VOF自由液面追踪方法,配合 k-ε 湍流模型计算堰闸、涵洞及护岸的流量系数。