四川大学《水力学》课程教学大纲.doc

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1、《水力学》教学大纲一、课程基本信息课程名称（中、英文）：水力学（Hydraulics）课程号（代码）：课程类别：（专业基础技术课）学时：水工、农水100~116学时水文97~112学时学分：5学分二、教学目的及要求水力学是水利类各专业必修的一门主要专业基础课。通过本课程的学习，使学生具有一定的理论基础，能正确区分流动类型、流动形态和局部流动现象，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。同时在教学过程中

2、加强对学生能力的培养。教学中要注意处理好掌握知识和培养能力两者之间的辨证关系。 指导学生阅读参考书、文献和资料，培养学生自学获取知识的能力。重视实验环节，要求学生独立操作，并分析实验成果，以培养学生的动手能力和从事科学实验研究的能力。三、教学内容水力学是一门技术基础课，应当理论联系实际，以分析水流现象，揭示水流运动规律，加强水力学的基本概念和基本原理的讲解为主，不宜过分强调专业需要，以致削弱水力学基础理论的讲解。（一）基本内容0．绪论(1)液体的物理力学性质(2)理想液体和连续介质的概念及其应用。1．水静力学(1)静

3、水压强的基本公式、等压面概念和作用在平面、曲面上的静水总压力，压力体图的绘制。(2)压强的表示方法和压强单位较多，应讲解其关系，避免引起混乱；(3)几种质量力作用下的液体平衡，应结合例题讲解，以加强压强微分方程式理解和运用。2.水动力学基础(1)连续性方程、能量方程、动量方程是重点，这部分应讲深讲透，结合实例分析三大基本方程的应用条件和注意的问题及解题步骤，使学生正确理解其意义，通过习题熟练地掌握这些方程；(2)液体运动的两种方法，流线、迹线的概念及特点；流量、断面平均流速、渐变流和急变流动水压强分布的概念。3．液流

4、型态和水头损失(1)达西公式、层流紊流特征、雷诺数的物理意义和流态判别、沿程阻力和局部阻力是重点；(2)造成水头损失的原因及影响因素；4．有压管道恒定流(1)短管和长管水力计算和水头线绘制是重点。(2)复杂管道的特点和基本公式解题的方法。5．有压管中的非恒定流(1)水击过程、管道非恒定流的基本方程是重点；(2)应用水击连锁方程解题.6．明渠恒定流(1)明渠均匀流的特性、佛汝德数物理概念及缓流、急流、临界流的判别，棱柱体明渠水面曲线分析，水跃共轭水深计算是重点；(2)明渠均匀流水力计算；(3)逐段试算法进行水面曲线计算

5、；(4)河道水面曲线计算对水文专业学生要求掌握；7．堰流及闸孔出流(1)堰流、闸孔出流的判别和过流能力的计算是重点；(2)堰闸的流量系数、侧收缩系数和淹没系数的选取；(3)WES剖面。8．泄水建筑物下游水流的衔接和消能(1)底流式消能的水力计算是重点；(2)迭代法进行溢流坝下游收缩断面水深计算；(3)挑流式消能主要分析挑流长度的挑坎尺寸，简提冲刷坑深度；12．液体运动的流场理论(1)重点是液体运动的连续性方程、实际液体运动的微分方程及其物理意义；(2)液体微团运动的基本形式，要使学生有一个正确的理解。讲授时以说明物理

6、概念和数学表达式的物理意义为主；(3)讲清理想液体和实际液体动水压强的区别及关系，可以不必详细推导；(4)欧拉方程和纳维埃---斯托克斯方程是流体力学中的基本方程，应使学生能正确地理解和分析应用。讲解中应与前面恒定流基本方程联系起来。13．恒定平面势流(1)流网原理和绘制是重点；(2)说明势函数和流函数的物理概念及其关系，使学生有一个正确的理解。14．渗流(1)渗流的达西定律和电拟法是本章重点；(2)通过习题要求学生初步绘制流网和掌握用流网法求解渗流场的方法；(3)电拟法中着重原理，配合实验使学生初步掌握电拟法的操作

7、；(4)土坝渗流可以简提，不必详细讲解。4．量纲分析和相似原理(1)定理应用和相似准则是重点；(2)着重指出无量纲数在表达普遍的水流规律中的重要意义；(3)使学生正确理解量纲合谐是分析流动的一个重要手段，说明相似的重要性。这部分内容头绪繁多，讲授中要点明各部分内容之明的关系，彼此紧密衔接，上下呼应，做到条理分明。讲完后应总结，使学生明确问题的提出、发展和结论，构成一个有机的整体；5、液流型态和水头损失(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

8、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