مرجع
آخر الزيارات

عدد فرود

296 كلمة•0 مشاهدة•🗒️ منذ 3 أيام
باختصار: رقم فرود (Froude number) هو رقم لا بعدي يعرّف بأنه نسبة السرعة المميزة Characteristic velocity. تجد هنا «أمواج المياه الضحلة» و«جريان السفن».
المحتويات
  1. أمواج المياه الضحلة
  2. جريان السفن
عدد فرود

تعريفًا بالموضوع، رقم فرود (Froude number) هو رقم لا بعدي يعرّف بأنه نسبة السرعة المميزة Characteristic velocity

تعريفات رقم فرود في تطبيقات عدة

يمكن صياغة رقم فرود رياضياً على الشكل:

علاوةً على ذلك، حيث هي السرعة المميزة و سرعة الطور الموجي. كلما ارتفعت قيمة رقم فرود كلما زادت المقاومة.

من جهة ثانية، ينسب الرقم إلى المهندس البريطاني وليام فرود William Froude، والذي عرّف رقمه على أنه نسبة السرعة إلى الطول.

وفي هذا السياق، إلى سرعة موجة الجاذبية. بشكل مكافئ، يمكن كذلك تعريف رقم فرود على أنه نسبة عطالة جسم إلى قوى الجاذبية. في ميكانيكا الموائع فإن رقم فرود يستعمل من أجل تحديد مقاومة جسم متحرك خلال الماء، ويسمح بمقارنة أجسام لها أحجام مختلفة.

أمواج المياه الضحلة

  • كتعريف بديل في ميكانيكا الموائع:
  • حيث أن المقادير على اليمين قد ربّعت. وهذا المقدار هو مقلوب رقم ريتشاردسون.
  • انظر كذلك
  • شارع كارمان الدوامي
  • عدد رينولد

بالتالي فإن رقم فرود في المياه الضحلة:

وفي السياق ذاته، عندما تكون قيمة Fr < 1 فإن التدفق يدعى بالتدفق الحرج الدوني subcritical flow أما بالنسبة لقيم Fr > 1 فيدعى بالتدفق الحرج الفائق supercritical flow في حين أنه عندما تكون Fr ≈ 1 فيسمى بالتدفق الحرج critical flow.

كذلك، بالنسبة للمقطع العرضي المستطيل ذي العمق الموحد d فيمكن تبسيط رقم فرود على الشكل:

وفي هذا الصدد، بالنسبة إلى أمواج المياه الضحلة، مثل أمواج التسونامي والقفزة المائية Hydraulic jump فإن السرعة المميزة V هي متوسط سرعة التدفق، وذلك بأخذ متوسط المقطع العرضي بشكل عمودي على جهة التدفق. إن سرعة الموجة c هي مساوية للجذر التربيعي لمقدار تسارع الجاذبية g مضروباً بنسبة مساحة المقطع العرضي A إلى عرض السطح الحر B:

جريان السفن

إضافةً إلى ذلك، حيث V سرعة السفينة و g التسارع (عجلة) نسبة إلى الجاذبية، و L طول السفينة على مستوى خط الماء، والتي يرمز لها Lwl في بعض الأحيان. لرقم فرود أهمية كبيرة بالنسبة المقاومة في السفن بما فيها المقاومة الصانعة للأمواج wave making resistance.

بالنسبة إلى سفينة، فإن رقم فرود يعرّف كالتالي:

ما رأيك في هذه المقالة؟

📝 هل في هذه المقالة خطأ؟

إذا وجدت معلومة تحتاج تصحيحاً أو إضافة، أو أردت حذف المقالة، أرسل لنا طلباً وسنراجعه.