水力学课程教学大纲

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1、硕士研究生入学考试《水力学》考试大纲一、课程性质、目的与任务以及对先开课程要求水力学是水利类各专业必修的一门主要专业基础课。水力学的任务是研究液体（主要是水）的平衡和机械运动的规律及其实际应用。通过本课程的学习，使学生掌握水流运动的基本概念、基本理论与分析方法，理解不同水流的特点，学会常见水利工程中的水力计算，并具备初步的试验量测技能，为学习后续课程和专业技术工作打下基础。二、教学重点及难点本课程教学重点：水静力学，水动力学理论基础，流动阻力与水头损失，有压管路，明渠均匀流，明渠非均匀流。难点：液体的相对平衡，作用在平

2、面、曲面上的力，实际液体的运动微分方程，恒定总流伯诺里方程，恒定总流动量方程，紊流沿程损失的分析与计算，复杂长管的水力计算，管网的水力计算，无压圆管均匀流水力计算，断面单位能量、临界水深，恒定明渠流动的流动型态及判别标准，明渠非均匀渐变流微分方程，棱柱体渠道非均匀渐变流水面曲线的计算。三、与其它课程的关系学习本课程应具备高等数学中有关微分、积分、简单微分方程等高等数学基础；还应具备理论力学、材料力学中有关静力学、动力学、应力与应变、面积矩等方面的工程力学基础。后续课程为水资源管理、水工建筑物、水利工程施工与水电站。四、

3、教学内容、学时分配及基本要求第一章绪论基本要求：了解液体运动的基本规律及研究液体运动规律的一般方法，掌握液体的主要物理性质。重点：.液体的主要物理性质难点：液体粘性产生原因及作用第一节水力学的任务及其发展概况1、水力学的任务2、水力学发展简史第二节液体的主要物理性质及其作用在液体上的力1、液体的质量和密度2、液体的重量和容重3、液体的粘滞性4、液体的压缩性5、液体的表面张力6、作用于液体上的力第一节液体的基本特征和连续介质1、液体的基本特征2、连续介质假设3、理想液体的概念第二节水力学的研究方法1、科学试验2、理论分析

4、3、数值计算第二章水静力学基本要求：掌握静水压强的特性，压强的表示方法及计量单位，掌握液体平衡微分方程与水静力学的基本方程，掌握液柱式测压仪的基本原理，能熟练计算作用在平面、曲面上的静水总压力。理解潜浮体的平衡与稳定。重点：静水压强的特性，液体平衡微分方程，水静力学的基本方程，绝对压强、相对压强、真空度，测量压强的仪器，静水压强分布图，.难点：液体的相对平衡，作用在平面、曲面上的力。第一节静水压强及其特性1、静水压强2、静水压强的特性第二节液体的平衡微分方程式1、液体平衡微分方程式2、力势函数和平衡微分方程式的积分3、

5、等压面第三节重力和几种质量力同时作用下的液体平衡1、重力作用下静水压强的基本公式2、几种质量力同时作用下的液体平衡第四节压强的表示方法及度量1、绝对压强、相对压强、真空及真空度2、压强的表示方法1、水头和单位势能2、压强的量测第五节作用于平面上的静水总压力1、静水压强分布图与作用于矩形平面上的静水总压力2、用分析法求任意平面上的静水总压力第六节作用于曲面上的静水总压力第三章水动力学基础基本要求：理解液体运动的两种方法—拉格朗日法和欧拉法，了解液体微团运动的基本形式，牢固掌握恒定总流连续性方程、连续性微分方程、理想液体元

6、流的能量方程与实际液体总流的能量方程、恒定总流动量方程。掌握量纲分析法。重点：实际液体的运动微分方程，恒定总流伯诺里方程，恒定总流动量方程，量纲和谐原理。难点：实际液体的运动微分方程，恒定总流伯诺里方程，恒定总流动量方程，恒定平面势流。第一节描述液体运动的两种方法1、拉格朗日法2、欧拉法第二节液体运动的基本概念1、恒定流与非恒定流2、迹线与流线3、流管、元流、总流4、过水断面、流量、断面平均流速5、一维流、二维流、三维流6、均匀流和非均匀流、渐变流和急变流第三节恒定总流的连续性方程第四节恒定元流的能量方程1、理想液体元

7、流的能量方程2、理想液体元流能量方程的意义3、毕托管测流速原理4、实际液体元流的能量方程第五节恒定总流的能量方程1、恒定总流的能量方程1、能量方程的几何图示――水头线第六节能量方程的应用1、能量方程的应用条件及注意事项2、能量方程应用举例第七节恒定总流的动量方程1、恒定总流的动量方程2、动量方程应用3、恒定总流的动量矩方程第八节量纲分析简介1、量纲分析法基本概念2、量纲分析法及其应用第四章液流形态及水头损失基本要求：理解实际液体的两种流动型态—层流与紊流，掌握均匀流的基本方程、圆管层流与紊流沿程阻力及沿程水头损失的计算

8、方法，掌握局部阻力及局部损失的分析与计算。了解紊流的基本理论及边界层概念与绕流阻力。重点：流动阻力与水头损失的概念与产生原因，实际液体的两种流动型态—层流与紊流，均匀流的基本方程、圆管层流与紊流沿程阻力及沿程水头损失的计算方法，局部阻力及局部损失的分析与计算。难点：沿程阻力系数的变化规律第一节水头损失的分类及水流边界对水头损失的影