关于水流动量方程介绍

[拼音]：shuiliu dongliang fangcheng

[外文]：momentum equation of flow

描述水流动量变化与所受外力之间的关系的方程式。它是自然界动量守恒定律在水流运动中的应用，普遍的动量定律可叙述为：单位时间内物体的动量变化等于作用于物体上外力的向量和。对于一维恒定总流，若用两个过水断面1-1和2-2截取一个流段（见图），则可导出一维恒定总流的动量方程

ΣF＝ρQ(α2v2－α1v1)

式中ΣF为水流隔离体所受外力的总和，包括：上游水流作用于断面 1-1上的动水压力p1，下游水流作用于断面2-2上的动水压力p2重力G和边界对这段水流的总作用力f;ρ为水的密度；Q为流量;v1、v2为断面1-1和断面2-2的断面平均流速；α1和α2为断面1-1和断面2-2的动量修正系数，表示单位时间通过断面的实际动量与单位时间内以相应的断面平均流速通过的动量的比值。在渐变流中，α的值为1.02～1.05（常采用α =1.0）。

水流动量方程说明，对于恒定水流，作用于任一水流隔离体的外力之和，等于单位时间内从这个隔离体的下断面传递出的动量与从上断面传入的动量之差。只要知道流量和上、下断面的断面平均流速，就可以计算作用于水流的外力；或者，只要知道作用于水流的外力和流量，就可以计算上、下断面的断面平均流速差，而不必了解这段水流内部的细节。对于有些水流问题，能量损失难以事先确定时，用动量方程进行分析常常是方便的。在河水运动、河床演变、水库库岸演变的研究中，常运用水流动量方程分析水流与河床的相互作用力，在湖泊波浪研究中，常运用水流动量方程分析风浪的发生和发展。

参考书目

1. 清华大学水力学教研组编：《水力学》，1980年修订版，人民教育出版社，北京，1981。