川大学水力学复习纲要

'《水力学》复习重点一、考题类型1判断题（基本概念）2选择、填空题3定性绘图分析题4问答题5计算题静水压强分布图及压力体图总水头线及测压管水头线绘制明渠恒定非均匀渐变流水面曲线分析 如恒定流和非恒定流，均匀流和非均匀流，渐变流和急变流，一元流、二元流和三元流，层流和紊流，急流、缓流和临界流，水跃正确区分流动类型，流动形态和局部流动现象了解水流能量转化和能量损失的原因，明确水流沿程阻力系数和局部阻力系数的物理意义，掌握影响阻力系数的因素及确定阻力系数和水头损失的途径和方法； 如液体质点、连续介质、粘滞性、牛顿内摩擦定律、压强、等压面、水头、欧拉法与拉格朗日法、流线和迹线、水力要素、流量和断面平均流速、液体微团运动的基本形式、势流和涡流、流速势、流函数和流网、弗汝德数、雷诺数、粘性底层、水力光滑和水力粗糙、糙率、正常水深、临界水深、比能、临界底坡、流速系数、收缩系数、流量系数和淹没系数。正确理解水力学中一些基本概念和物理意义。 正确掌握水流运动的总流分析法，对水力学三大基本方程的物理意义有正确的理解并能应用三大基本方程求解实际问题，对微分方程求解流场的方法只作一般的了解，初步掌握用流网法求解平面势流问题。水流运动的分析法和三大基本方程应用 1缓坡均匀流非均匀流急流缓流急流缓流2陡坡均匀流非均匀流急流缓流急流缓流3临界坡均匀流非均匀流急流临界流缓流急流缓流4平坡均匀流非均匀流急流缓流急流缓流各种坡上可能产生的水流流态 1水电站引水系统中，水击和调压室非恒定流都是传播和反射水击波（-）2惯性水头hi和水头损失hw都是在流动过程中损失掉的水头（-）3任意时刻、任意断面的水击压强是通过该断面的增压波和减压波叠加的结果（+）4有压管中的水击和调压室水位波动都是非恒定流动（+）5理想液体流动中任意点的动水压强各方向上的大小均相等（+）6理想液体属于有势流，实际液体都是有涡流（+）7凡液体质点有绕自身轴旋转运动的水流都是涡流（+）8沿任意封闭曲线的速度环量为零的流速场是无涡流（+）9实际液体中任意一点的动水压强各方向是相等的（-）10均匀流一定是无涡流，非均匀流一定是有涡流（-）水力学下册中可能出现的是非判断题 11不可压缩液体作平面连续运动时就有流函数存在（+）12流函数线就是流线，流速势函数线就是等势线（-）13平面流中，两流线之间通过的单宽流量等于该两流线的流函数值之差（+）14凡是液体质点作圆周运动的都是有涡流（-）15流场中存在流函数也必定存在势函数（-）16在渗流模型中，任意微小过水断面的平均渗流流速（U）应比该断面实际渗流的真实断面平均流速（U0）小。（+）17流网是流函数线和势函数线组成的正交曲线方格网（-）18渐变渗流中任意过水断面各点的渗流流速相等，且等于断面平均流速（+）19恒定有压渗流中任意点的动水压强等于从上游液面算起的该点的静水压强（-）20渗流流网中等水头线就是等压线（-）21无压渗流中浸润曲线必是等压线（+）22凡符合达西定律得渗流都是势流（+）23牛顿相似准则就是相似液流的牛顿数必相等（+） 《水力学》上册重点(1)液体主要物理力学性质，内摩擦定律，牛顿液体与非牛顿液体；(2)连续介质和理想液体概念；(3)作用在液体上的力：表面力和质量力；0绪论主要内容 (1)静水压强及其特性；(2)重力作用下静水压强的基本方程式及其物理意义，等压面的概念；(3)压强的表示法：绝对压强、相对压强和真空度；(4)压强的量测：测压管、U型水银压力计、压差计；(5)作用于平面上的静水总压力：压强分布图，静水总压力的大小、方向和作用点；(6)作用于曲面上的静水总压力：水平压强分布图和压力体图。1、水静力学主要内容 (1)描述液体运动的两种方法：拉格朗日法和欧拉法，流线和迹线；(2)恒定流与非恒定流；(3)水流的几个基本概念：流管、微小流束、总流、过水断面、流量、断面平均流速、一元流、二元流、三元流；(4)恒定一元流连续性方程；(5)均匀流、非均匀流、渐变流与急变流；(6)恒定一元流微小流束能量方程和总流能量方程及其应用。2、液体运动的流束理论主要内容 (1)水头损失的概念和分类，沿程水头损失和局部水头损失；(2)边界条件对水头损失的影响；(3)均匀流沿程水头损失与切应力关系，沿程水头损失的一般表达式：达西公式；(4)液体运动的两种型态及其判别：层流和紊流及其判别，雷诺数的物理意义；(5)圆管中层流运动及其沿程水头损失；(6)紊流特征：脉动现象、瞬时值、时均值、脉动值、紊动强度，紊动产生附加切应力，混合长度理论，粘性底层，紊流速度分布；(7)沿程阻力系数变化规律：沿程阻力系数λ与雷诺数和相对粗糙度的关系(尼库拉兹图)；(8)沿程水头损失的经验公式：谢才公式、曼宁公式；(9)局部水头损失：局部水头损失的一般表达式，圆管突然放大的局部水头损失，局部阻力系数。3、液流型态及水头损失 (1)管道类型：简单与复杂、长管与短管；(2)简单管道水力计算的基本公式；(3)简单管道水力计算的基本类型和实例；(4)复杂管道的水力计算：串联管道、并联管道、分岔管道、沿程均匀泄流管道(水文、农水)；(5)测压管水头线和总水头线绘制（长管时，测压管水头线与总水头线重合）。4有压管道中的恒定流主要内容 （1）明渠类型；（2）明渠均匀流的特性及产生的条件；（3）明渠均匀流计算公式；（4）水力最佳断面和允许流速；（5）明渠均匀流水力计算类型；5明渠恒定均匀流主要内容 ①明渠水流的三种流态及判别，佛汝德数的物理意义；②断面比能及比能曲线的特性；③临界水深计算及实例；④缓坡、陡坡和临界坡度；⑤明渠非均匀渐变流的微分方程式：基本方程式、水深、断面比能和水位沿程变化的微分方程；⑥棱柱体渠道恒定渐变流水面曲线的分析；⑦棱柱体及非棱柱体渠道水面曲线计算：逐段试算法。6明渠恒定非均匀流主要内容 ①棱柱体水平明渠水跃方程；②水平明渠水跃共轭水深的计算；③棱柱体水平明渠水跃能量损失和跃长的计算。7水跃主要内容 (1)堰流类型：薄壁堰、实用堰、宽顶堰；(2)堰流的基本公式；(3)薄壁堰、实用堰和宽顶堰的水力计算，流量系数、侧收缩系数、流速系数和淹没系数，实用堰剖面设计原则简介；(4)闸孔出流的水力计算：底坎为宽顶堰型和曲线型实用堰的闸孔出流。8堰流及闸孔出流主要内容 《水力学》下册重点(1)底流式消能的水力计算，溢流坝下游收缩断面水深的计算，降低护坦及建消能坝形成消能池的水力计算；(2)挑流式消能的水力计算。9、泄水建筑物下游水流衔接和消能一、主要内容二、注意问题底流、挑流和面流消能的水流特征；判别下游的衔接形式，临界、远驱式水跃需设置效能池。 阀门突然关闭和逐渐关闭时管道中的水击：水击现象，水击波传播速度，直接水击和间接水击；管道非恒定流的基本方程：连续性方程和运动方程；水击的基本微分方程组：水击连续性方程、水击运动方程，水击连锁方程及其应用；调压井水面振荡简介。10、非恒定有压管流一、主要内容 水击定义；直接、间接水击判别；如儒可夫斯基公式计算水击压强；水击波速，相长计算。二、注意问题 (1)流场、速度、加速度；(2)流线、迹线及其微分方程；(3)液体微团运动的基本形式：平移、线变形、角变形和旋转；(4)无涡流、有涡流、速度环量和涡通量；(5)液体运动的连续性方程式；(6)理想液体运动微分方程式及其积分，动水压强特性，欧拉方程式，葛罗米柯方程式及其积分；(7)实际液体运动微分方程式：纳维埃一斯托克斯方程；12、液体运动的流场理论一、主要内容 二、注意问题流场定义，流线、迹线定义及其方程；当地加速度、位置加速度含意；无涡流、有涡流定义，他们的基本特征；连续性方程及其物理意义，适用条件（不可压液体）据流速分布，分析液流运动特征（是否恒定流、变形、旋转等）；Navier-Stokes方程；加速度、压强、应力与流速关系。 (1)恒定平面势流的流速势及流函数；(2)流网法解平面势流：流网原理，流网的绘制和应用。14、恒定平面势流有势流、有涡流及其区别；势（流）函数特征及其存在的充要条件（势函数为无涡；流函数为连续性方程）流网、流网特征及其绘制流网原理；利用流网可进行的计算有：v，P，q，hw一、主要内容二、注意问题 渗流基本概念和渗流模型；达西定律及其应用条件，渗透系数；恒定均匀渗流和非均匀渐变渗流，杜比公式；棱柱体地下河槽恒定渐变流浸润线的分析和计算；普通井及井群渗流计算；渗流场的基本微分方程式及其解法简介；用流网法解平面渗流；15、渗流一、主要内容 渗流、空隙介质、水在土壤中的形态有哪几种渗流模型，渗流的基本定律（达西:v=kJ)浸润线的基本微分方程（分析浸润线形态）达西定理（层流）与杜比公式（非均匀渐变流）的区别有压渗流流网绘制二、注意问题 (1)相似概念，流动相似特征，几何相似、运动相似、动力相似；(2)单项力作用下的相似准则：重力准则(弗汝德准则)、粘性准则(雷诺准则)，惯性力相似准则（斯特劳哈尔准则）、表面力相似准则（韦伯准则）、弹性力相似准则（柯西数准则）、压力相似准则（欧拉准则）；(3)水工模型设计简介。18、液体运动的相似原理和水工模型试验基础一、主要内容重力相似，阻力相识，牛顿数相等二、注意问题'