برنامه های معادله حرکت

هر زمان که سطح آب از عمق بحرانی عبور کند ، معادله انرژی قابل استفاده در نظر گرفته نمی شود. معادله انرژی فقط برای شرایط جریان به تدریج قابل اجرا است ، و انتقال از زیر بحرانی به فوق بحرانی یا فوق بحرانی به زیر بحرانی یک وضعیت جریان به سرعت متفاوت است. چندین مورد وجود دارد که انتقال از زیر بحرانی به فوق بحرانی و فوق بحرانی به جریان زیر بحرانی ممکن است رخ دهد. این موارد شامل تغییرات قابل توجهی در شیب کانال ، انقباض پل ، ساختارهای قطره ای و وایر و اتصالات جریان است. در برخی از این موارد می توان از معادلات تجربی استفاده کرد (مانند ساختارهای قطره ای و وایر) ، در حالی که در برخی دیگر لازم است معادله حرکت را برای به دست آوردن پاسخ اعمال کنید.

در HEC-RAS ، معادله حرکت می تواند برای مشکلات خاص زیر اعمال شود: وقوع یک پرش هیدرولیکی. هیدرولیک جریان کم در پل ها ؛و اتصالات جریانبرای درک چگونگی استفاده از معادله حرکت برای حل هر یک از سه مشکل ، مشتق معادله حرکت در اینجا نشان داده شده است. استفاده از معادله حرکت در پرش های هیدرولیک و اتصالات جریان با جزئیات در "نمای کلی از قابلیت های اختیاری" مورد بحث قرار گرفته است. بحث های مفصل در مورد استفاده از معادله حرکت در پل ها را می توان در "پل های مدل سازی" یافت.

معادله حرکت از قانون دوم حرکت نیوتن گرفته شده است:

نیروی = شتاب جرم x (تغییر در حرکت)

با استفاده از قانون حرکت دوم نیوتن به بدنه ای از آب محصور شده توسط دو بخش مقطع در مکان های 1 و 2 (شکل زیر را ببینید) ، عبارت زیر برای تغییر در حرکت در یک زمان واحد می تواند نوشته شود:

نیروهای فشار هیدرواستاتیک:

نیروی در جهت X به دلیل فشار هیدرواستاتیک:

فرض توزیع فشار هیدرواستاتیک فقط برای دامنه های کمتر از 1:10 معتبر است. cos theta برای شیب 1:10 (تقریباً 6 درجه) برابر با 0. 995 است. از آنجا که شیب کانال های معمولی به مراتب کمتر از 1:10 است ، تصحیح COS θ برای عمق می تواند برابر با 1. 0 باشد (چو ، 1959). بنابراین ، معادلات مربوط به فشار هیدرواستاتیک در بخش های 1 و 2 به شرح زیر است:

وزن نیروی آب:

وزن آب = (واحد وزن آب) x (حجم آب)