急流
水力学术语
急流(supercritical flow),明渠中流速大于波速,外界障碍引起的干扰波不能上传的水流。与缓流相对应。急流水势湍急,遇到底部障碍物时水面隆起,一跃而过,而缓流水势平稳,遇到底部障碍物时水面下跌(图1)。
投石入水时,在水面激起的微小波动以一定速度向四周传播。如果是静水,形成的波形是以石块入水点为中心的一系列同心圆(图2a)。如果水是运动的,则波形将随水流移动。其运动情况取决于波速c和流速v的相对大小:
(1)当v小于c时,出现一个向上游传播的波,其相对于地面的绝对速度为c-v;另有一个向下游传播的波,波速为c+v。这就是缓流(图2b)。
(2)当v大于c时,出现两个向下游传播的波,波速分别为c-v和c+v。此时扰动不影响上游。这就是急流(图2d)。
(3)当v=c时,向上游传播的波的波速为零,向下游传播的波速为c+v=2c。这种水流称为临界流(图2c)。
流速与波速之比,可以用弗劳德数Fr表示,即Fr=v/c=v/sqrt(g*h)。作为判别水流是缓流还是急流的标准。
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最新修订时间:2024-12-21 00:50
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