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龙图腾网获悉武汉大学申请的专利基于河流表面流速的截面流速分布反演方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115526074B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-05-01发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211069226.8，技术领域涉及：G06F30/23；该发明授权基于河流表面流速的截面流速分布反演方法是由陈泽宗;贺哲元;赵晨设计研发完成，并于2022-09-02向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于河流表面流速的截面流速分布反演方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于河流表面流速的截面流速分布反演方法，包括：对河流截面进行网格化分割，将各网格点分别划分为内区和外区；计算外区涡流粘度并根据计算得到的外区涡流粘度结合雷达测量的表面流速分布得到内区和外区分界点处流速；根据内区和外区分界点处流速计算各内区网格点流速；根据雷达测量的表面流速分布以及内区和外区分界点处流速，计算各外区网格点流速；将反演的各内区网格点流速、内区和外区分界点处流速、外区网格点流速以及雷达测量的表面流速相组合得到截面流速分布。本发明通过分析截面内区流速分布和外区流速分布的差异和联系，分别采用对数亏损律和RANS方程反演内区流速分布和外区流速分布，从而获取河流截面的流速分布。

本发明授权基于河流表面流速的截面流速分布反演方法在权利要求书中公布了：1.一种基于河流表面流速的截面流速分布反演方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤1：对河流截面进行网格化分割，将各网格点分别划分为内区和外区； 步骤2：计算外区涡流粘度并根据计算得到的外区涡流粘度结合雷达测量的表面流速分布得到内区和外区分界点处流速； 步骤3：根据步骤2得到的内区和外区分界点处流速计算各内区网格点流速； 步骤4：根据雷达测量的表面流速分布以及内区和外区分界点处流速，计算各外区网格点流速； 步骤5：将反演的各内区网格点流速、内区和外区分界点处流速、外区网格点流速以及雷达测量的表面流速相组合得到截面流速分布； 其中，步骤2具体包括： 建立流向方向上的RANS方程表示如下： ； 式中，为液体的运动粘滞系数，为流向方向的流速，和分别表示侧向方向和垂向方向，为涡流粘度，为重力加速度，表示河床坡降； 将上述RANS方程简化为： ； 式中，为外区涡流粘度，表示外区流速，为网格点距河床的垂直距离； 将RANS方程沿垂向方向从外区的下边界z1积分到外区的上边界z2得到： ； 式中，为剪切流速，和分别为上边界流速和下边界流速； 根据Prandtl混合长度理论，内区涡流粘度为： ； 式中，为karman常数，为内区网格点距河床的垂直距离； 和在内区和外区的分界点处即下边界处相同： ， 即得到外区涡流粘度为：； 将外区涡流粘度代入到上述将RANS方程中得到内区和外区分界点处流速： ； 式中，为karman常数，h为网格点所在垂线的水深，为剪切流速，表示重力加速度，表示河床坡降，表示内区和外区分界点处的流速，为外区上边界处的流速，即为该网格点的表面流速，从雷达测量的表面流速分布中获得； 步骤3中根据步骤2得到的内区和外区分界点处流速使用对数亏损律计算内区网格点流速，内区网格点流速计算公式如下： 式中，表示距河床垂直距离为的内区网格点流速，z1为内区和外区分界点处的网格点距河床的垂直距离，表示内区和外区分界点处流速； 步骤4中具体包括以下子步骤： 步骤4.1、建立在外区流向方向上的RANS方程，并采用有限差分法将其离散成各根垂线上的各个外区网格点流速对应的线性方程； 步骤4.2、将每个外区内网格点流速转换成步骤4-1中的线性方程，所有线性方程形成一个线性方程组，对于线性方程组用矩阵、、、分别对应表示线性方程组中的系数、外区网格点流速、各线性方程中包含的外区边界流速项以及右侧项，线性方程组表示为： ； 步骤4-3：根据各垂线的表面流速、内区和外区分界点处流速计算矩阵C中各元素的值，进而对线性方程组进行求解，获得所有外区网格点流速，得到的外区网格点流速的计算公式如下： 。

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