Д.3 О расчете водослива

Значения коэффициентов расхода водосливов находятся в основном в результате опытов; здесь изложен иной подход к расчету параметров потока при истечении через водослив.

По определению любой водослив представляет собой преграду в потоке жидкости. Очевидно, что поток воздействует на преграду с определенной силой; с такой же силой и преграда действует на поток. Для определения скоростей и глубин перед и за водосливом необходимо связать параметры потока с силой, действующей со стороны потока на водослив (преграду). Такой подход может привести к более точным и исчерпывающим результатам, чем с помощью обычного полуэмпирического подхода; в данном случае основной неизвестной величиной является сила, действующая на преграду.

В качестве уравнения для расчета параметров потока при истечении через водослив может служить уравнение сохранения количества движения в интегральной форме (течение установившееся)

,

где - объем, ограниченный контрольной поверхностью ; - результирующий вектор объемных сил; - вектор поверхностных сил, действующих на элемент поверхности с внешней нормалью ; - вектор скорости внутри или на границе области; - составляющая вектора по нормали к в данной точке.

Данный подход может оказаться полезным, например, при расчете подпора от промежуточных мостовых опор на водотоке.