非平衡態(tài)熱力學理論在河流動力學領域中的應用.pdf

1、該文首先介紹了非平衡態(tài)熱力學的兩個基本理論-最小熵產生原理和耗散結構理論,并根據熵產生與能耗率關系,得出最小熵產生原理與最小能耗率原理二者等價的推論.然后將最小能耗率原理和耗散結構理論移植到河流動力學領域.應用這兩個基本理論主要研究解決了以下問題⑴基于最小熵產生原理重新推導出流體最小能耗率原理的一般數(shù)學表達式.⑵指出河流系統(tǒng)中的熵與熵產生是兩個不同的概念,沖積河流在調整過程中,力求使水流的熵產生或能耗率趨于最小值,而不是使熵趨于最大值.

2、⑶基于最小能耗率原理,以水流能耗率作為目標函數(shù),以水流連續(xù)方程、水流運動方程及懸移質挾沙力公式或推移質輸沙率公式作為約束條件,通過對目標函數(shù)求條件極值,分別推導出以懸移質造床為主的顯式河相關系式和以推移質造床為主的顯式河相關系式.⑷應用最小能耗率原理解釋了河型成因.⑸應用耗散結構理論解釋了河型轉化.⑹將最小能耗率原理應用到穩(wěn)定渠道設計中.⑺將最小能耗率原理應用到低水頭彎道式引水樞紐設計中.以水流能耗率作為目標函數(shù),并應用與彎道有關的約束