超臨界流

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超臨界流是指流體的速度己超過波速,在氣體動力學中類似的情形稱為超音速

波的資訊以波速的速度傳遞,例如將小石頭丟入水中.水中漣渏擴散的速度即為波速。流體速度則是當這個波擴散時,上面的葉子移動的速度。若小石頭丟到超臨界流中,漣渏會全部往下游方向擴散,若小石頭丟到超臨界流中,漣渏會同時往上游及下游方向擴散。只有在超臨界流中才會出現水躍的現象。

流體力學,由兩個行為之間的轉變常會用無因次量來描述,而轉變多半發生在此數字大於一或小於一的情形下。是否為超臨界流可以用福祿數來判斷。

  • Fr \ \stackrel{\mathrm{def}}{=}\   \frac{U}{\sqrt{gh}},

其中

  • U = 流體速度
  • g = 重力加速度(9.81 m/s²或32.2 ft/s²)
  • h = 流體相對於管道底部的深度

 Fr < 1 ,流體為亞臨界流,若 Fr > 1 ,流體為超臨界流,若 Fr = 1 ,流體為臨界流。

因此若流速越大,深度越淺,越容易形成超臨界流。

相關條目[编辑]

延伸閱讀[编辑]

  • The Hydraulics of Open Channel Flow: An Introduction. Physical Modelling of Hydraulics Chanson, Hubert (1999)