喷泉的原理是个动量守恒,从大半径管道到小半径管道,产生一个速度的变化,冲向背离地面的方向。 大半径的速度由泵带动,小半径中的速度是原来速度,与动量转化速度。需要选择一个微元计算动量守恒,这样能求出一个速度,这个速度是出口速度,然后就是一个上抛运动了,这个是理想的情况,没有摩擦,没有风。
喷泉原是一种自然景观,是承压水的地面露头。喷泉一般是为了造景的需要,人工建造的具有装饰性的喷水装置。喷泉可以湿润周围空气,减少尘埃,降低气温。喷泉的细小水珠同空气分子撞击,能产生大量的负氧离子。因此,喷泉有益于改善城市面貌和增进居民身心健康。随着光、电、声及自动控制装置在喷泉上的应用,音乐喷泉、间歇喷泉、激光喷泉等形成的出现,更加丰富了喷泉的内容,更加丰富了人们在视觉、听觉上的双重感受。
喷泉起源很早,公元前6世纪在巴比伦空中花园中已建有喷泉。古希腊时代就已由饮用水的泉逐渐发展成为装饰性的泉。有一种说法认为,喷泉起源于伊斯兰国家的斋戒沐浴给水方法。在伊斯兰园林中,喷泉或沿轴线布置,或作为局部构图的中心。文艺复兴时期喷泉技术有很大的发展,这一时期的喷泉多与雕像、柱饰、水池等结合造景。有名的喷泉如意大利伊斯特别墅的百泉步道和莱恩脱的喷泉水渠。当时还从事水趣音响设计。如的猫头鹰喷泉,有一群铜鸟啁啾,猫头鹰一声尖叫之后,顿时鸦雀无声,稍停片刻,铜鸟又喧闹起来。有的喷泉同雕像、叠落的瀑布结合起来造景,如埃斯特别墅中的水风琴等。
17-18世纪,喷泉在欧洲城市盛极一时。的如法国凡尔赛宫的太阳神喷泉,俄国彼得宫的带雕像群的大瀑布喷泉。罗马有3000多个喷泉,被称为喷泉之城。也有一些寓意很深的喷泉小品,如布鲁塞尔的于廉喷泉。它刻画了一个正在聚精会神地撒尿的孩子,相传敌军侵占布鲁塞尔后要炸毁城里的珍宝馆,小于廉发现燃烧着的导火线,急中生智,朝导火线撒了一泡尿;珍宝馆保住了,小英雄却壮烈牺牲。为了表彰他的功绩,1619年建造了这个喷泉。到20世纪,喷泉发展成为一种大型水雕塑,用水柱构成各种形态。如日内瓦莱蒙湖上耸入云表的大喷泉,建于1958年,它用两台1360马力的水泵,将水喷到145米的高空。夜晚,巨型探照灯照射着银色水柱直划夜空,景色壮观