赵丽娜，徐国宾

（天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室，天津　300072）

基于广义流和广义力的河流能耗率推导

赵丽娜，徐国宾

（天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室，天津300072）

基于非平衡态热力学理论中局域熵产生和能耗函数的关系，以及能耗函数可以写作不可逆过程中每个广义流与其相应的广义力的乘积之和，构造了河流的广义力和广义流，推导出河流的能耗函数数学表达式.通过对能耗函数做体积分，进而推导出河流的能耗率.从而避开使用众多复杂的非平衡态热力学和高等流体力学公式，过程简便且易于理解.

河流；非平衡态热力学；广义流；广义力；能耗率

河流是个开放的、复杂的动力系统，不仅具有自动调整功能趋向于动力平衡，而且河流内部能量趋向于按照一定规律分配.国内外许多学者曾从能耗率的角度去研究河流水流的运动规律，其中有美籍华裔杨志达和国内徐国宾等学者.Yang等［1-5］利用河流的势能与热力学系统的热能之间的类同，认为河流中唯一有用的能量是它的势能，并进一步假定河流中的势能和高程分别相当于热力学系统中的势能和绝对温度，根据这些概念，提出了单位水流功率，并基于单位水流功率概念，给出了最小能耗率原理数学表达式.徐国宾等［6-9］基于非平衡态热力学的最小熵产生原理，利用流体力学中的连续方程、运动方程和能量方程以及热力学的吉布斯公式，经……