5: Потік відкритого каналу
- Page ID
- 38228
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
Цей розділ є вибірковим поданням деяких важливих тем у вільному поверхневому потоці. Я відкладу розгляд генерації та поширення гравітаційних хвиль на вільній поверхні стоячого або тече тіла рідини до глави 6, про коливальний потік.
- 5.1: Вступ до потоку відкритого каналу
- Потоки з відкритим каналом - це ті, які не повністю включені в жорсткі межі; частина потоку стискається ні з чим взагалі, просто порожній простір. Поверхня утвореного таким чином потоку називається вільною поверхнею, оскільки ця межа потоку вільно деформується, на відміну від твердих кордонів. Граничні умови на вільній поверхні потоку з відкритим каналом завжди полягають у тому, що і тиск, і напруга зсуву скрізь дорівнюють нулю.
- 5.2: Дві практичні проблеми
- Однією з цікавих речей про течії відкритого каналу є вплив сили тяжіння на форму вільної поверхні щодо твердої межі. Всі течії відкритого каналу, навіть широкі, величні річки, такі як Міссісіпі, або течії в лабораторних каналах, які ми намагаємося зберегти якомога більш рівномірним, піддаються такому впливу гравітації.
- 5.3: Рівномірний потік
- Рівномірний потік служить хорошим еталонним випадком, з якого слід подумати про вплив сили тяжіння на вільну поверхню в потоці з відкритим каналом. Тільки якщо потік відкритого каналу можна якось відрегулювати, щоб бути строго рівномірним, в тому сенсі, що поверхня води плоска, а глибина потоку однакова на всіх перерізах вздовж потоку, можна ігнорувати вплив сили тяжіння при формуванні потоку.
- 5.4: Енергія в потоці відкритого каналу
- Для вирішення двох проблем канального переходу, поставлених раніше, нам потрібно детальніше розглянути механічну енергію в потоці відкритого каналу та на те, як змінюється поділ різних компонентів цієї механічної енергії, кінетичної та потенційної, під час відповідного переходу.