Número de Froude

Na mecánica de medios continuos, o número de Froude (Modelo:Math) é un número adimensional, usado na hidráulica de condución aberta que representa a relación entre a inercia do fluxo e o campo externo (este último en moitas aplicacións simplemente debido á gravidade). Nomeado despois de William Froude, baséase na relación velocidade/lonxitude, definida como:

$\mathrm{F}\mathrm{r}=\frac{u_0}{\sqrt{g_0{l}_0}}$

onde Modelo:Math é unha velocidade de fluxo característica, Modelo:Math é en xeral un campo externo característico e Modelo:Math é unha lonxitude característica. O número de Froude ten algunha analoxía co número de Mach. Na dinámica de fluídos teórica, o número de Froude adoita non ser considerado, xa que normalmente as ecuacións considéranse no límite alto de Froude do campo externo desprezable, o que leva a ecuacións homoxéneas que preservan os aspectos matemáticos. Por exemplo, as ecuacións de Euler homoxéneas son ecuacións de conservación.

É un concepto moi importante na determinación da velocidade dun buque para o cálculo da resistencia por formación de ondas, cun Fr (ou Fn) inferior a 0,1 baixo e un Fn superior a 0,3 considerado alto para os buques con casco de desprazamento.

Orixes

Os cascos de cisne (arriba) e raven (abaixo). Froude construíu unha secuencia de 3, 6 e 12 modelos a escala de pés (mostrados na imaxe) que utilizou en probas de remolque para establecer leis de resistencia e escala.

En fluxos de canle aberto, Modelo:Harvnb introduciu primeiro a relación entre a velocidade do fluxo e a raíz cadrada da aceleración da gravidade multiplicada pola profundidade do fluxo. Cando a relación era menor que a unidade, o fluxo comportábase como un movemento fluvial (é dicir, un fluxo subcrítico) e como un movemento de fluxo torrencial cando a relación era maior que a unidade.

, quen utilizou unha serie de modelos a escala para medir a resistencia que ofrecía cada modelo ao ser remolcado a unha velocidade determinada. O construtor naval Frederic Reech propuxera o concepto moito antes en 1852 para probar barcos e hélices, pero Froude descoñecía.Modelo:Sfn A relación velocidade-eslora era orixinalmente definido por Froude na súa Law of Comparison ("Lei de comparación") en 1868 en termos dimensionais como:$$\text{relación velocidade-lonxitude}=\frac{u}{\sqrt{\text{LWL}}}$$onde:

• {u} = velocidade do fluxo
• {LWL} = lonxitude da liña de flotación

O termo converteuse en termos non dimensionais e recibiu o nome de Froude en recoñecemento ao traballo que fixo. En Francia, ás veces chámase Número de Reech–Froude por Frederic Reech.Modelo:Sfn

Véxase tamén

• Hidráulica