I.課程簡介

一、內(nèi)容概述與要求

通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握水流運動的基本概念、基本理論和分析方法，理解不同 水流的特點，學(xué)會本專業(yè)常見水力計算，為學(xué)習(xí)專業(yè)課程、從事專業(yè)技術(shù)工作打下一定的基 礎(chǔ)。

本課程教學(xué)大綱中所列基本內(nèi)容的學(xué)習(xí)，應(yīng)達(dá)到下列基本要求：

1、理解水力學(xué)的基本概念，如粘滯性、層流和紊流、急流和緩流、雷諾數(shù)和佛汝德數(shù) 等；

2、掌握總流運動分析方法和連續(xù)方程、能量方程、動量方程，能應(yīng)用三大方程解決實 際工程中的水力學(xué)問題；

3、熟練進(jìn)行水流流態(tài)的判別，正確理解水頭損失產(chǎn)生的原因，掌握沿程水力摩阻系數(shù) 的變化規(guī)律，熟練掌握沿程水頭損失和局部水頭損失的計算；

4、進(jìn)行水流運動分析，掌握常見工程水力計算的方法，包括靜水壓力的計算和水力荷 載的確定，有壓管道、明渠和其它過流建筑物斷面尺寸和過流能力的確定等。

二、考試形式與試卷結(jié)構(gòu)

考試采用閉卷、筆試形式，全卷滿分為 150 分，考試時間為 75 分鐘。

試題類型包括判斷題、畫圖題、簡答題和計算題。畫圖題要求用鉛筆繪圖；計算題應(yīng)寫 出公式、文字說明及演算步驟，計算結(jié)果整理到最簡形式。

II.知識要點與考核要求

一、緒論

( 一) 了解水力學(xué)的任務(wù)、在專業(yè)中的作用和研究方法；

(二) 理解液體的基本特征和主要物理力學(xué)性質(zhì)；

(三) 掌握牛頓內(nèi)摩擦定律和粘滯性系數(shù)；

(四) 掌握連續(xù)介質(zhì)、理想液體和實際液體的概念；

(五) 理解作用在流體上的兩種力：質(zhì)量力和表面力。

二、水靜力學(xué)

( 一) 理解靜水壓強(qiáng)的概念并掌握其兩個特性；

(二) 了解液體平衡微分方程及其積分形式，理解等壓面及其特性；

(三) 掌握重力作用下靜水壓強(qiáng)基本方程及應(yīng)用；

(四) 理解靜水壓強(qiáng)基本方程的幾何意義與能量意義：位置水頭、壓強(qiáng)水頭和測壓管水頭；

(五) 了解靜水壓強(qiáng)的表示方法與測量，理解絕對壓強(qiáng)、相對壓強(qiáng)和真空度的概念；

(六) 重點掌握靜水壓強(qiáng)分布圖和平面上靜水總壓力的計算；

(七) 重點掌握曲面上靜水總壓力的計算，壓力體的構(gòu)成及作用力方向的判別。

三、液體運動的流束理論

( 一) 了解描述液體運動的兩種方法：拉格朗日法和歐拉法；

(二) 理解液體運動的分類和基本概念：恒定與非恒定流，均勻與非均勻流，漸變流與急變流，流線與跡線，總流、  元流、過水?dāng)嗝媾c斷面平均流速，一元流；

(三) 掌握恒定不可壓縮液體總流連續(xù)性方程及其應(yīng)用；

(四) 重點掌握恒定總流能量方程的應(yīng)用，注意其使用條件及注意事項；

(五) 重點掌握恒定總流動量方程的應(yīng)用，注意其使用注意事項及應(yīng)用實例；

(六) 了解量綱分析。

四、液體流動型態(tài)和水頭損失

( 一) 理解水頭損失的本質(zhì)和分類；

(二) 掌握均勻流沿程損失與水流阻力關(guān)系，重點計算沿程水頭損失的基本公式-達(dá)西公式；

(三) 了解實際液體運動的兩種型態(tài)：層流與紊流，重點理解紊流的形成及掌握其判別數(shù)雷諾數(shù)的物理意義；

(四) 了解圓管層流運動過水?dāng)嗝嫔系牧魉俜植己脱爻趟^損失計算；

(五) 重點理解紊流的特征和附加切應(yīng)力的產(chǎn)生，了解紊流中粘性底層的概念；

(六) 重點掌握尼古拉茲實驗和沿程阻力系數(shù)的變化規(guī)律及計算；

(七) 掌握計算沿程水頭損失的經(jīng)驗公式——謝齊公式、曼寧公式和粗糙系數(shù)；

(八) 了解局部水頭損失的特點，重點掌握局部水頭損失的計算。

五、有壓管道流動

( 一) 了解有壓管道流動的特點及分類；

(二) 掌握簡單管道水力計算和管流水頭線的繪制；

(三) 重點掌握簡單管道水力計算的特例——虹吸管及水泵裝置的水力計算；

(四) 了解復(fù)雜管道水力設(shè)計計算 (串聯(lián)管道，并聯(lián)管道，分叉管道和沿程均泄管道)。

六、明渠水流

( 一) 了解明渠水流的特點和分類，明渠斷面的水力要素；

(二) 理解明渠均勻流的特性及產(chǎn)生條件，重點掌握明渠均勻流基本公式；

(三) 掌握明渠恒定均勻流的水力最佳斷面的計算、了解其允許流速和糙率的確定；

(四) 了解明渠非均勻漸變流的流動特點，理解明渠水流三種流態(tài)及多種判別方法，并掌握其判別數(shù)佛汝德數(shù)的物理意義；

(五) 重點掌握斷面比能，臨界水深、臨界底坡的概念；

(六) 理解明渠恒定非均勻流漸變流的水面線變化規(guī)律，掌握 12 種類型的水面線，定性分 析并繪制棱柱體變坡渠道上的水面線，對其水面線進(jìn)行分段求和法計算。

七、水躍

( 一) 了解水躍的形成及其相關(guān)名詞：躍前斷面、躍長、躍高等；

(二) 理解水躍的現(xiàn)象及其組成，掌握水躍的類型；

(三) 了解水躍方程及其共軛水深。

八、過流建筑物

( 一) 了解堰、閘出流的特點及其區(qū)別，理解堰流和孔流的轉(zhuǎn)化條件；

(二) 掌握堰流的類型，了解其基本公式；

(三) 了解薄壁堰、實用堰和寬頂堰的水力計算，曲線型實用堰剖面形狀的確定；

(四) 了解閘孔出流基本公式和水力計算；

(五) 了解水工建筑物下游水流銜接與消能的方式。