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,使静水变为动水,使水也有了灵魂,又辅之以各种灯光效果,使水体具有丰富多彩的形态,可以缓冲、软化城市中“凝固的建筑物”和硬质的地面,以增加城市环境的生机,有益与身心健康并能满足视觉艺术的需要。 大型城市广场中的人工动态喷泉,也多来自自然的种种水态,如瀑布、叠水、水帘、溢流、溪流、壁泉等,随着科学技术的发展进步,各种喷泉真是花样翻新、层出不穷,几乎达到了人们随心所欲创造各种晶莹剔透、绚丽多姿动态水景的程度。喷泉在当今时代,已经形成了一道独特的人文景观。
中国古典园林崇尚自然,力求清雅素静,富于野趣。在园林理水方面重视对天然水态的艺术再现。对于人工造成动态水的喷泉应用较少。《汉书·典职》记载:在汉上林苑中有“激上河水,铜龙吐水,铜仙人衔杯受水下注”的设施。《贾氏谈录》记载:“唐代华清宫御汤池中“有双白石莲,泉眼自瓮口中涌出,喷注白莲之上”。《洛阳名园记》记述董氏西园中有水自花间涌出。有的水景保存至今,如建于南宋淳佑年间(1241-1252)杭州黄龙洞的黄龙吐水。 18世纪,西方式的喷泉传入中国。1747年清乾隆皇帝在圆明园西洋楼建“谐奇趣”、“海晏堂”、“大水法”三大喷泉。“大水法”的中央水池中有十只铜狗,口中齐射急流,直指铜鹿,称为“猎狗逐鹿”。
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。7-18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。