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。
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。
通过程序控制系统和音乐控制系统,对音乐进行编程,使喷泉造型与音乐旋律、灯光同步结合而产生千变万化的水景,反映音乐内涵及主题。音乐喷泉声、光、色、形俱美,如舞台上的表演激起人们沉思雀跃的情绪而得到水美的艺术享受。音乐喷泉主要应用于大型广场、主题公园、人工湖泊、游乐场等表演场所。