Den skjærbølgehastigheten (eller hastighet av friksjon) er en formulering hvor skjærspenningen er uttrykt i enheter av hastighet . Som en metode er det nyttig i fluidmekanikk å sammenligne faktiske hastigheter som strømningshastigheten til et fluid med den relative hastigheten til forskjellige lag av en strømning.
Friksjonshastighet brukes til å beskrive hastighetsfelt relatert til skjæring i en flytende væske. Den brukes til å beskrive:
Friksjonshastighet hjelper også til å vurdere skjæringshastigheten og spredningen i en strømning. Friksjonshastigheten brukes til å vurdere hastighetene på spredning og avsetning av sediment. Vanligvis er friksjonshastigheten 1/10 av strømningshastigheten.
hvor er skjærspenningen når som helst i strømningen og er væskens tetthet .
Vanligvis, for sedimenttransport, blir friksjonshastigheten evaluert på nivået av bunnen av en kanal.
hvor er skjærspenningen på grensen.
Skjærhastigheten kan også defineres som en funksjon av lokal hastighet og skjærspenningsfeltene.
I et turbulent medium definerer vi skjærspenningsvektoren slik:
hvor ρ er densiteten til væsken og , og er avvikene til hastigheten i forhold til gjennomsnittet langs de 3 aksene x, y, z .
Friksjonshastigheten defineres deretter fra kovariansstensoren til hastighetene som følger:
Basert på en logaritmisk vindprofil og Ludwig Prandtls hypotese , antas det at middelvinden er parallell med x- aksen og derfor det og så . Derfor,
Ved å bruke en likhet med aerodynamisk drag, kan vi også skrive at:
hvor er dragkoeffisienten. Over en innsjø er luftmotstandskoeffisienten 0,0012, mens overmengdekoeffisienten er over 0,1 til 0,2 over vegetasjon.
Hvis vi kjenner til dragkoeffisienten, kan vi utlede friksjonshastigheten som:
Whipple, K. X (2004), III: Flow Around Bends: Meander Evolution, 12.163 Course Notes, MIT. http://ocw.mit.edu/courses/earth-atmospheric-and-planetary-sciences/12-163-surface-processes-and-landscape-evolution-fall-2004/lecture-notes/3_flow_around_bends.pdf