基于 Pade 多项式的 Colebrook 流动摩擦方程单次对数调用迭代解法

具有 80 年历史的经验 Colebrook 函数被广泛用作水力阻力的非正式标准，它以隐式方式将未知的流动摩擦因子与已知的雷诺数以及管道内表面的已知相对粗糙度联系起来。它基于对数律，其形式使得未知流动摩擦因子无法被解析地提取出来。作为显式近似或至少需要几次计算代价高昂的对数函数或非整数次幂求值的迭代过程的替代方案，本文提出了一种基于 Pade 多项式的精确且计算廉价的迭代算法，整个流程总共仅需一次对数调用（除第一次迭代外，每次迭代中代价高昂的对数调用均由 Pade 多项式替代）。与工程实践中的标准方法相比，所提出的改进计算需求更低，但不会影响达到最终平衡解所需的精度或迭代次数。