簡介
明渠非均勻流是指流速、水深等水力要素沿流程發生變化的明渠水流,是明渠中最常見的流動狀態 。
形成原因
水流斷面沿程改變、河集中修建了建築物、沿程有流量匯入或分出,沿程底坡發生變化,都可使水流發生非均勻流動 。
分類
非均勻流根據流線彎曲程度又分為漸變流與急變流。
當流線的曲率或流線之間的夾角很小,流線可近似地看成平行的直線時,即為漸變流(參見明渠非均勻漸變流)。漸變流過水斷面上的動水壓強服從靜水壓強分布規律。這是水力學的一個重要概念。反之,當流線彎曲顯著而具有較大的曲率,因而過水斷面上的動水壓強不符合靜水壓強分布規律時,即為急變流,這時,在較短的渠段中水流的水面和流速分布都有急劇的變化。水跌、泄水建築物的過流及下泄水流、下游水流的衛接等,都屬於急變流 。
問題
在非均勻流中,摩阻力所做的功可能大於或小於所有其他作用力所做的功。非均勻流問題在實用上很重要,要求解的問題較多。對非均勻漸變流,可由能量方程推導出一般形式的微分方程和不同條件下的計算公式 。
研究現狀
對急變流的研究不如漸變流成熟,在理論上尚無系統的分析方法。對於邊界條件複雜的非均勻習流動,可以利用計算機和數值計算方法對基本微分方程求解 。

