明渠的流況的判別

[sad90001]

加入土木人討論區粉絲團

在明渠第五章-緩變速流，裡面提到M、S、A...等的曲線，課本是用dy/dx = (So-Sf)/(1-Fr^2)來判斷流況以及曲線會怎麼走→
1.我的問題在於So-Sf這邊，課本用yn(正常水深)和y(水深)作為比較，可是我不懂其中的意思，也就是為什麼用這兩個比較就可以知道So-Sf的關係。
2.曼寧公式可以用在緩變速流之中嗎？

[pschen]

課本不知道丟去哪了...無法對照內容可能回答不是很切題，從問題2回答問題1比較清楚...
曼寧公式當然可以用在緩變速流，只是適用不同，
正常流況的定義：水面坡度=底床坡度=摩擦坡度，所以只有定型定量渠道可能發生，
曼寧公式拿來計算正常流況是完全沒有爭議的，非正常流況時，公式裡的S其實是Sf，
也就是...曼寧公式其實是拿來計算摩擦損失，如果對照流力滿管流的公式亦可發現。
回到問題1，y是目前實際的水深，對應其流速套入公式求出的是Sf，
yn此時是虛擬的，也就是在此流量.斷面.So條件下水流的穩定水深，因此對應So。

[Handyman]

其實明渠學總的來說,是一門因工程需要而簡化的學科,

在一維性的情況下,主要的未知數只有速度跟水深(又或以水位表示),

這也牽扯到一般明渠工程問題上,主要關注的點也只在於水位會不會過高造成氾濫,

又或渠道流速過快造成不符合設計需要或是安全性等考量.. 有點扯遠了

學習水利學科我比較建議從現象下手,看著方程式腦海要有畫面,

真正的水是怎麼流動的,每個變數的物理意義要清楚才不會混亂,

不管是啥曲線,不過是描述一種特定邊界條件中產生的水位剖面線的類型,

而正常水深,就是在標準狀態下,無上下游影響,均勻流動在該斷面下產生的水深,

而造成水深跟正常水深差異的原因該章節應該都會有清楚的描述,

明渠中,水因重力而驅動,所以當坡度變大的時候會發生什麼事?

而當坡度變小,又會發生什麼事?

下游無流動可能又會發生什麼事?

不知道的話,在浴室玩玩水會有幫助的... 哈

問題s兄大致上有概略的回答了,

不過明渠要考好跟學好其實還是有些差別,

尤其是水利流力方面的學科比較抽象點,要有想像力才能學的比較到位,

這段話不能算是回答,只算是提供個方向... 有感而發而已,如果對你沒幫助還請見諒