课程简介
《水力学》是水利类各专业的一门重要技术基础课，是研究液体平衡和运动规律的一门学科。教授《水力学》课程的目的是培养学生分析和解决水力学问题的能力，使学生通过学习，掌握液体平衡和运动的一般规律和有关的基本概念及基本理论，学会必要的对于水力学问题的分析和计算的方法，初步掌握水力学实验技术、初步掌握运用计算机基础解决水力学问题的能力，为学生学好后续课程，从事本专业的技术工作、科学研究和管理工作打好必要的水力学基础。
通过本课程的学习，学生应达到下列基本要求：
1．牢固掌握和理解本课程所涉及的水力学基本概念；
2．掌握本课程的基本理论及理解所描述的水力学问题；
3．掌握本课程的基本方程及应用条件，并理解其物理意义；
4．掌握水力学基本分析方法，并具有应用所学水力学知识理解工程技术问题的能力；
5．具有独立地应用基本概念、基本理论与基本方程分析和求解从工程实际中简化出来的水力学问题的能力；
6．掌握一定液流量测的方法和技能；
7．具有一定上机计算有关水力学问题的能力。
课程大纲
导论
1.1t水力学的任务及应用
1.2t液体的基本性质和连续介质假说
1.3t液体的粘滞性
1.4t液体的压缩性和作用在液体上的力
1.5t水力学的研究方法
水静力学
2.1静水压强及其特性
2.2液体平衡微分方程的推导和积分
2.3等压面
2.4重力作用下的液体平衡
2.5压强的种类与计量
2.6水头和单位势能
2.7压强的量测与计算
2.8静水压强分布图及其应用
2.9用解析法求任意平面上静水总压力
2.10曲面上静水总压力
2.11水平压强分布图与压力体
水动力学基础
3.1拉格朗日法
3.2欧拉法
3.3加速度讨论
3.4液体流动的基本概念
3.5流线
3.6速度势函数
3.7流函数
3.8拉格朗日柯西积分
3.9连续性微分方程
3.10总流连续性方程
3.11理想流体的运动微分方程
3.12理想流体伯努利积分
3.13理想流体伯努利方程
3.14均匀流过水断面动水压强分布规律
3.15实际流体伯努利方程推导
3.16实际流体伯努利方程讨论
3.17动量方程推导
3.18动量方程讨论
层流和紊流、水流阻力和水头损失
4.1雷诺实验现象
4.2雷诺实验水头损失规律
4.3边壁切应力
4.4均匀流切应力分布
4.5圆管层流流速分布
4.6圆管层流的沿程水头损失
4.7紊流的特征
4.8紊流的形成
4.9紊流切应力
4.10紊流流速分布
4.11紊流流核与粘性底层
4.12水力光滑与水力粗糙
4.13尼古拉兹实验
4.14谢才公式
4.15局部水头损失
4.16圆管突扩局部水头损失计算公式
4.17边界层理论
4.18绕流阻力
量纲分析和相似原理
5.1量纲和谐原理
5.2量纲分析法
5.3流动相似原理
5.4流动相似准则
5.5相似原理的应用
恒定管流
6.1孔口出流
6.2管嘴出流
6.3短管水力计算
6.4管道压强沿程分布与水头线绘制
6.5虹吸管水力计算
6.6水泵水力计算
6.7长管水力计算、复杂管路的水力计算
6.8管网水力计算
明槽恒定流
7.1明渠底坡
7.2明渠横断面
7.3均匀流特征及形成条件
7.4均匀流计算公式
7.5明渠均匀流水力计算
7.6水力最优断面与实用经济断面
7.7微幅扰动波的传播
7.8微幅扰动波的波速
7.9弗劳德数
7.10断面比能定义及沿程变化
7.11断面比能曲线
7.12临界底坡
7.13临界水深
7.14陡坡缓坡和临界坡
7.15急缓流判别总结
7.16明渠水深沿程变化及水面线形式
7.17水面曲线分析方法
7.18明渠水面曲线分区
7.19缓坡水面曲线
7.20陡坡水面曲线
7.21临界坡水面曲线
7.22平坡逆坡水面曲线
7.23水跃现象
7.24水跃基本方程
7.25水跃共轭水深
7.26天然河道水面曲线的计算
7.27水面曲线的计算方法
7.28水面曲线计算举例
堰顶溢流和闸孔出流
8.1堰流和闸孔出流
8.2堰流基本公式
8.3薄壁堰水力计算
8.4WES堰水力计算
8.5WES堰侧收缩系数
8.6宽顶堰水力计算
8.7闸孔出流下游水流衔接
8.8闸底为宽顶堰的闸孔出流
8.9曲线型实用堰的闸孔出流
泄水建筑物下游水流的衔接和消能
9.1消能形式
9.2底流消能收缩断面水深
9.3底流消能下游水流衔接
9.4消能池水力计算
9.5挑流消能
非恒定流
10.1水击现象及其内在原因
10.2水击压强及水击波波速
10.3水击波传播过程
10.4闸门逐渐关闭时的水击
10.5水击连续性方程
10.6水击运动方程
10.7明渠非恒定流的分类
10.8明渠非恒定流的特性
10.9明渠非恒定流连续性方程
10.10明渠非恒定流运动方程
渗流
11.1渗流基本概念
11.2渗流模型
11.3达西定律
11.4渗流基本方程
11.5地下明槽渐变渗流的浸润线
11.6井及地下廊道
11.7均质土坝渗流
11.8水工建筑物透水地基的渗流
1.1t水力学的任务及应用
1.2t液体的基本性质和连续介质假说
1.3t液体的粘滞性
1.4t液体的压缩性和作用在液体上的力
1.5t水力学的研究方法
水静力学
2.1静水压强及其特性
2.2液体平衡微分方程的推导和积分
2.3等压面
2.4重力作用下的液体平衡
2.5压强的种类与计量
2.6水头和单位势能
2.7压强的量测与计算
2.8静水压强分布图及其应用
2.9用解析法求任意平面上静水总压力
2.10曲面上静水总压力
2.11水平压强分布图与压力体
水动力学基础
3.1拉格朗日法
3.2欧拉法
3.3加速度讨论
3.4液体流动的基本概念
3.5流线
3.6速度势函数
3.7流函数
3.8拉格朗日柯西积分
3.9连续性微分方程
3.10总流连续性方程
3.11理想流体的运动微分方程
3.12理想流体伯努利积分
3.13理想流体伯努利方程
3.14均匀流过水断面动水压强分布规律
3.15实际流体伯努利方程推导
3.16实际流体伯努利方程讨论
3.17动量方程推导
3.18动量方程讨论
层流和紊流、水流阻力和水头损失
4.1雷诺实验现象
4.2雷诺实验水头损失规律
4.3边壁切应力
4.4均匀流切应力分布
4.5圆管层流流速分布
4.6圆管层流的沿程水头损失
4.7紊流的特征
4.8紊流的形成
4.9紊流切应力
4.10紊流流速分布
4.11紊流流核与粘性底层
4.12水力光滑与水力粗糙
4.13尼古拉兹实验
4.14谢才公式
4.15局部水头损失
4.16圆管突扩局部水头损失计算公式
4.17边界层理论
4.18绕流阻力
量纲分析和相似原理
5.1量纲和谐原理
5.2量纲分析法
5.3流动相似原理
5.4流动相似准则
5.5相似原理的应用
恒定管流
6.1孔口出流
6.2管嘴出流
6.3短管水力计算
6.4管道压强沿程分布与水头线绘制
6.5虹吸管水力计算
6.6水泵水力计算
6.7长管水力计算、复杂管路的水力计算
6.8管网水力计算
明槽恒定流
7.1明渠底坡
7.2明渠横断面
7.3均匀流特征及形成条件
7.4均匀流计算公式
7.5明渠均匀流水力计算
7.6水力最优断面与实用经济断面
7.7微幅扰动波的传播
7.8微幅扰动波的波速
7.9弗劳德数
7.10断面比能定义及沿程变化
7.11断面比能曲线
7.12临界底坡
7.13临界水深
7.14陡坡缓坡和临界坡
7.15急缓流判别总结
7.16明渠水深沿程变化及水面线形式
7.17水面曲线分析方法
7.18明渠水面曲线分区
7.19缓坡水面曲线
7.20陡坡水面曲线
7.21临界坡水面曲线
7.22平坡逆坡水面曲线
7.23水跃现象
7.24水跃基本方程
7.25水跃共轭水深
7.26天然河道水面曲线的计算
7.27水面曲线的计算方法
7.28水面曲线计算举例
堰顶溢流和闸孔出流
8.1堰流和闸孔出流
8.2堰流基本公式
8.3薄壁堰水力计算
8.4WES堰水力计算
8.5WES堰侧收缩系数
8.6宽顶堰水力计算
8.7闸孔出流下游水流衔接
8.8闸底为宽顶堰的闸孔出流
8.9曲线型实用堰的闸孔出流
泄水建筑物下游水流的衔接和消能
9.1消能形式
9.2底流消能收缩断面水深
9.3底流消能下游水流衔接
9.4消能池水力计算
9.5挑流消能
非恒定流
10.1水击现象及其内在原因
10.2水击压强及水击波波速
10.3水击波传播过程
10.4闸门逐渐关闭时的水击
10.5水击连续性方程
10.6水击运动方程
10.7明渠非恒定流的分类
10.8明渠非恒定流的特性
10.9明渠非恒定流连续性方程
10.10明渠非恒定流运动方程
渗流
11.1渗流基本概念
11.2渗流模型
11.3达西定律
11.4渗流基本方程
11.5地下明槽渐变渗流的浸润线
11.6井及地下廊道
11.7均质土坝渗流
11.8水工建筑物透水地基的渗流