参数设置
预设方案
上游水深 y₁
0.20 m
上游流速 v₁
4.00 m/s
渠道宽度 b
1.00 m
渠道坡度
Fr₁ 自动计算。
Fr₁ > 1 时发生水跃。
Fr₁ > 1 时发生水跃。
—
Fr₁ 上游弗劳德数
—
Fr₂ 下游弗劳德数
—
y₂/y₁ 共轭水深比
—
ΔE 能量损失 [m]
—
效率 E₂/E₁ [%]
—
y₂ 下游水深 [m]
理论公式
矩形明渠贝朗热（Bélanger）水跃方程：
$$y_2 = \frac{y_1}{2}\!\left(\sqrt{1+8Fr_1^2}-1\right)$$弗劳德数：$Fr_1 = \dfrac{v_1}{\sqrt{g\,y_1}}$
能量损失：$\Delta E = \dfrac{(y_2-y_1)^3}{4\,y_1\,y_2}$
水跃效率：$\eta = E_2/E_1$，$E = y + \dfrac{V^2}{2g}$
水跃长度估算：$L_j \approx 6\,y_2$
CFD 应用：水跃现象是消力池和溢洪道设计的核心问题。CFD软件（OpenFOAM、ANSYS Fluent）采用VOF方法追踪自由液面，配合 k-ε 湍流模型评估能量耗散和掺气效果。