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Calcolatore del numero di Froude

Acqua a 2 m/s con un tirante di 1 m sotto la gravità terrestre di 9,81 m/s² dà un numero di Froude di 0,6385508568: corrente subcritica. Inserisca velocità, gravità e una lunghezza per classificare un canale o confrontare modelli di scafo. Gratis nel suo browser.

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Se inserisce
Velocità
2
Gravità
9,81
Lunghezza
1
Ottiene
Numero di Froude
0,6385508568
Fr
0,6385508568
Indicazione del regime
subcritical

Il numero di Froude confronta le forze inerziali con quelle gravitazionali in un flusso a superficie libera ed è il gruppo adimensionale classico per dire se un canale a cielo aperto è subcritico, critico o supercritico. Con una velocità di flusso caratteristica V, l'accelerazione gravitazionale g e una scala di lunghezza L come il tirante o la lunghezza di uno scafo, la definizione è Fr uguale a V diviso la radice quadrata di g per L. Studenti che controllano i compiti di canale, ingegneri idraulici che dimensionano sfioratori e vasche di smorzamento, architetti navali che verificano la similitudine di scafo, e autori di simulazioni che validano ingressi adimensionali necessitano delle stesse tre grandezze e di un risultato riproducibile.

Che cosa significa Fr = V/√(gL) e quali grandezze Lei deve inviare

Nell'idraulica dei canali a cielo aperto e nell'architettura navale il numero di Froude è il rapporto tra effetti inerziali e gravitazionali: una velocità di flusso caratteristica divisa per la radice quadrata dell'accelerazione gravitazionale per una scala di lunghezza.

La velocità è una grandezza rappresentativa di portata, media o di scafo; la gravità è l'accelerazione locale, di solito 9.81 metri al secondo quadrato sulla Terra ma qualunque valore positivo coerente su un altro corpo o in un esperimento a gravità ridotta; la lunghezza è la scala che fissa il problema di superficie libera—tirante di un canale rettangolare, profondità idraulica di una sezione prismatica o lunghezza al galleggiamento di una nave.

L'intento di ricerca si raggruppa attorno a frasi come calcolatore del numero di Froude, Fr uguale a V su radice di g L, flusso subcritico contro supercritico in canale, similitudine di scafo, verifica del risalto idraulico e Froude adimensionale da velocità, gravità e lunghezza. Le persone vogliono un valore numerico da fissare su un foglio di lavoro, inserire in un taccuino di laboratorio o alimentare a un pipeline più ampio—non solo un promemoria che la formula esiste.

Le unità restano coerenti con la base che Lei ha scelto: metri al secondo con metri al secondo quadrato e metri danno un Fr davvero adimensionale; qualunque insieme coerente funziona se si mantiene il radicando dimensionalmente onesto e non si mescolano sistemi inconsistenti senza convertire prima. Un risultato sotto uno si chiama di solito subcritico, uno vicino a uno critico e uno sopra uno supercritico, linguaggio della maggior parte dei testi di ingegneria civile.

Controlli di compiti e laboratorio di canale aperto

Studenti e valutatori confermano Fr adimensionale da velocità, gravità e tirante, con rifiuto chiaro quando la lunghezza caratteristica è nulla, negativa o manca un campo.

Schizzi rapidi subcritici e supercritici

Ingegneri e docenti ottengono Fr strutturato più un indizio soft di regime per sfioratori, scarichi e similitudine di scafo senza erigere un'intera pila CFD.

Che succede se la lunghezza caratteristica è zero o negativa?

Una lunghezza non positiva renderebbe sqrt(g L) indefinita o immaginaria; il motore la rifiuta e non addebita la chiamata.

Il calcolatore del numero di Froude è gratuito?

Lo strumento del browser gira gratis sul Suo dispositivo.

Quali unità usare e perché la gravità è un ingresso?

Qualunque insieme coerente funziona. Il SI è comune: m/s, m/s² e m. La gravità è un ingresso così 9.81 terrestre, altri pianeti ed esperimenti a g ridotta condividono un solo contratto. Mescolare unità inconsistenti senza convertire produce un numero privo di senso, non un vero Fr adimensionale.

Cosa significa un numero di Froude minore o maggiore di uno?

Sotto uno la corrente è subcritica, o lenta; vicino a uno è critica; sopra uno è supercritica, o veloce. Sono i termini usati dai manuali di ingegneria civile per verificare stramazzi, sfioratori e risalti idraulici.

Quale lunghezza devo inserire?

Quella che definisce il problema a superficie libera: il tirante in un canale rettangolare, la profondità idraulica in altre sezioni prismatiche oppure la lunghezza al galleggiamento quando confronta scafi di nave.

Tutto quello che vedi in questa pagina è disponibile anche via API. Questa sezione è per i team che vogliono integrarlo nei propri sistemi; chi non ne ha bisogno può semplicemente usare lo strumento qui sopra.

POSThttps://api.kit.forhosting.com/phys/froude-number

Autenticazione con Bearer token: un POST mette in coda l'attività e il risultato arriva via webhook o link firmato.

curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/phys/froude-number \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"velocity":2,"gravity":9.81,"length":1}'
{
  "velocity": 2,
  "gravity": 9.81,
  "length": 1
}
{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "phys.froude_number",
  "status": "queued",
  "_links": {
    "result": "/tasks/tsk_…/result"
  }
}

L'API è asincrona: ricevi subito un task_id e puoi fare polling fino a 1 richiesta al secondo.

per richiesta$0.002

Prezzo pubblicato, senza token né crediti. Se l'attività fallisce, non paghi.

HTTPCodiceSignificato
401unauthorizedChiave API mancante o non valida: controlla l'header Authorization.
402insufficient_balanceCredito esaurito: ricarica per continuare a eseguire attività.
404unknown_typeTipo di attività sconosciuto: controlla il campo type della richiesta.
429rate_limitedTroppe richieste in poco tempo: rallenta e riprova tra qualche secondo.

Questa capacità divide la velocità per la radice di gravità per lunghezza, rifiuta una lunghezza caratteristica non positiva con un errore invalid_input chiaro e restituisce JSON strutturato con Fr, gli ingressi riecheggiati, espressione, metodo e un indizio soft di regime.

Che cosa significa Fr = V/√(gL) e quali grandezze Lei deve inviare

Consegnare velocity, gravity, length, froude_number, Fr, formula, method e regime_hint come JSON rende facile incollare il risultato nelle note, confrontarlo in prove automatiche o riutilizzarlo tra lingue senza reimplementare la radice quadrata.

Come questo calcolatore convalida l'ingresso e applica Fr = V/√(gL)

Le stringhe numeriche che si interpretano come numeri finiti sono accettate così moduli e pipeline in stile CSV passano valori senza un cast extra. Anche la gravità deve essere strettamente positiva affinché il radicando sia un reale positivo; un g nullo o negativo farebbe collassare la definizione. La velocità deve essere non negativa: un fluido fermo dà Fr uguale a zero, risultato subcritico valido, ma una celerità negativa non è una velocità caratteristica in questa convenzione. Non c'è servizio di conversione di unità, né risolutore di Saint-Venant, né tabella di resistenza navale; è il Fr ideale a g costante da tre grandezze note. Invii un corpo JSON con i campi obbligatori velocity, gravity e length. Ogni campo deve essere finito: campi assenti, stringhe vuote, testo non numerico, NaN e Infinity falliscono subito con invalid_input prima di qualunque risultato, e la convalida fallita non viene addebitata. Sono supportati alias: v, speed, flow_velocity per velocity; g, gravitational_acceleration per gravity; L, characteristic_length, depth per length. La lunghezza caratteristica deve essere strettamente positiva: una lunghezza nulla o negativa è sempre rifiutata come invalid_input perché la radice di g per L è indefinita o immaginaria in questo modello e il contratto di prodotto nomina quel fallimento in modo esplicito. Dopo la convalida, il motore calcola la radice di gravità per lunghezza, divide la velocità per quel denominatore e arrotonda a una precisione decimale stabile così lo stesso ingresso produce sempre lo stesso JSON sui motori JavaScript. Un regime_hint soft etichetta bande abituali di superficie libera—sotto uno come subcritico, vicino a uno come critico e sopra come supercritico—solo come comodità didattica; non è un classificatore densimetrico, a due strati o di frangimento, e non sostituisce il giudizio ingegneristico per canali composti o flussi stratificati. La stessa funzione pura alimenta lo strumento gratuito nel browser e il percorso API.

Uso pratico, limiti, prezzo e canali di consegna

Usi lo strumento del browser quando vuole un controllo immediato di Fr uguale a V su radice di g L nel valutare i compiti, verificare un laboratorio di canale, abbozzare se uno sfioratore è supercritico o controllare gli ingressi adimensionali di una simulazione in acque basse. Scelga le unità in modo coerente: se la velocità è in metri al secondo, la gravità in metri al secondo quadrato e la lunghezza in metri, Fr è adimensionale e pronto per il confronto con il testo. Non c'è modello di linguaggio, né servizio esterno di proprietà del fluido, né casualità, così la capacità è sicura da fissare in controlli di integrazione continua e materiali di lezione riproducibili. Usi l'API quando uno script, una piattaforma di lezioni, un pipeline di taccuino di laboratorio o un ausilio idraulico necessita di JSON stabile per molte terne velocità–gravità–lunghezza sotto un unico contratto. Ogni richiesta riuscita è un item fatturabile a $0.002; la convalida fallita non consuma saldo. I risultati sono pienamente deterministici: gli stessi tre ingressi danno sempre lo stesso froude_number, lo stesso alias Fr e le stesse etichette di formula e metodo. Poiché l'implementazione è analisi pura di livello A, ogni chiamata riuscita costa il prezzo base pubblicato di $0.002 senza token di modello né rete in uscita.

Fixture deterministiche per prove idrauliche

I pipeline che alimentano test unitari o demo scientifiche interattive possono chiamare un oracolo puro Fr=V/√(gL) invece di reimplementare l'aritmetica di Froude in ogni lingua.

Come si calcola il numero di Froude con questo strumento?

Invii JSON con velocity, gravity e length (ad esempio V=2, g=9.81, L=1). La risposta include froude_number (e Fr), formula Fr=V/√(gL) e un regime_hint soft.

Fr coincide con il campo regime_hint?

No. froude_number è il valore adimensionale esatto. regime_hint è solo una banda didattica di superficie libera (subcritico / critico / supercritico) e non un classificatore completo di regime.

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