比推力函数

【比推力函数】基础信息( 英文,繁体)

英文 specific thrust function
繁体 比推力函數

【比推力函数】是什么意思

流体运动系统中,是否受有来自边墙外力F(剪应力及压力)的作用,是以推力函数(参见thrust function)的变化以定之。此函数为F=pA+ρV2A若用于明渠水流,设考虑一矩形渠道并取单位宽度,则有 将上式除以γ,则得渠流每单位比重量之推力函数,即比推力函数,或比推力(sepcific thrust)f: 式中,q 为单位渠宽通过之流量。当q 为已知,则比推力f 仅为水深y 之函数[f=f(y)],如图1。在f=fmin时,df/dy=0,上式y3fmin=q2/g或yB=V2/g或V/√(gyfmin)=福禄得数=1,相当于最小比能条件。分析明渠水流中交替水深或序水深与能量的情形,在定量流时,是藉用比能E(参见specific energy)图;同理,为明了边墙之外力作用情形,则往往须藉比推力函数图指示之;如果将此二者同时做相关的绘出,则可以对水流流况的能量、动量及外力作用情形,有一较完整的明了。举以下三种明渠水流流况为例,分别说明之:1.等速流(图2)此情况为一个定动量流,因为系统中之底边几何条件,并没有对水流产生动量变化之外力,或没有比推力函数的变化,因此f 与E 皆为定值。定量流时,底边摩阻剪应力的作功,仅在维持一个等速的重力流。2.水跃(图3)由连续方程式及动量方程式,可得单位宽度水流之: 可知水跃中虽有序水深之动量变化,然而却没有比推力函数的变化,f1=f2。由而可知水跃之形成可以不藉底边之外力(本处属一平直底面),而须消耗水流内部的能量或比能,即E1E2。3.闸门上下游之急变流(图4)交替水深y1及y2间显然有由闸门作用外力所形成的动量变化。换言之,有比推力函数之差异,f1f2,此差值乘以γ,即为闸门作用于水体之外力,或水体作用于闸门之压力。剪应力作用甚微可予忽略,则有E1=E2。总之,系统中分别求出其上游及下游等速流之比推力函数f 值,若有差异,便可知是有边墙外力作用之存在,以γ乘以此f 差值即得此力。一般急变流中剪力作用可予忽略,如图3 及4,但对于渐变流及等速流,边墙之剪应力,则是一项重要的外力效应,如图2。

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