【比推力函數】

豐碩

【比推力函數】

 

specificthrustfunction

 

【辭書名稱】力學名詞辭典

 

流體運動系統中，是否受有來自邊牆外力F（剪應力及壓力）的作用，是以推力函數（參見thrustfunction）的變化以定之。

 

此函數為F＝pA＋ρV2A若用於明渠水流，設考慮一矩形渠道並取單位寬度，則有將上式除以γ，則得渠流每單位比重量之推力函數，即比推力函數，或比推力(sepcificthrust)f：式中，q為單位渠寬通過之流量。

 

當q為已知，則比推力f僅為水深y之函數[f＝f(y)]，如圖1。

 

在f＝fmin時，df/dy＝0，上式y3fmin＝q2/g或yB＝V2/g或V/√(gyfmin)＝福祿得數＝1，相當於最小比能條件。

 

分析明渠水流中交替水深或序水深與能量的情形，在定量流時，是藉用比能E（參見specificenergy）圖；

 

同理，為明瞭邊牆之外力作用情形，則往往須藉比推力函數圖指示之；

 

如果將此二者同時做相關的繪出，則可以對水流流況的能量、動量及外力作用情形，有一較完整的明瞭。

 

舉以下三種明渠水流流況為例，分別說明之：1.等速流（圖2）此情況為一個定動量流，因為系統中之底邊幾何條件，並沒有對水流產生動量變化之外力，或沒有比推力函數的變化，因此f與E皆為定值。

 

定量流時，底邊摩阻剪應力的作功，僅在維持一個等速的重力流。

 

2.水躍（圖3）由連續方程式及動量方程式，可得單位寬度水流之：可知水躍中雖有序水深之動量變化，然而卻沒有比推力函數的變化，f1=f2。

 

由而可知水躍之形成可以不藉底邊之外力（本處屬一平直底面），而須消耗水流內部的能量或比能，即E1>E2。

 

3.閘門上下游之急變流（圖4）交替水深y1及y2間顯然有由閘門作用外力所形成的動量變化。

 

換言之，有比推力函數之差異，f1>f2，此差值乘以γ，即為閘門作用於水體之外力，或水體作用於閘門之壓力。

 

剪應力作用甚微可予忽略，則有E1=E2。

 

總之，系統中分別求出其上游及下游等速流之比推力函數f值，若有差異，便可知是有邊牆外力作用之存在，以γ乘以此f差值即得此力。

 

一般急變流中剪力作用可予忽略，如圖3及4，但對於漸變流及等速流，邊牆之剪應力，則是一項重要的外力效應，如圖2。

 

 

轉自:http://edic.nict.gov.tw/cgi-bin/tudic/gsweb.cgi?o=ddictionary