四川大學(xué)在職研究生-水力學(xué)復(fù)習(xí)參考知識(shí)點(diǎn)

水力學(xué)復(fù)習(xí)參考知識(shí)點(diǎn)1.0-3章基本概念及含義0緒論：1、水力學(xué)：水力學(xué)是一門技術(shù)科學(xué)，它是力學(xué)的一個(gè)分支，水力學(xué)的任務(wù)是研究液體（主要是水）的平衡和機(jī)械運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及實(shí)際運(yùn)用。2、液體的主要物理性質(zhì)（1）粘滯性：液體的粘滯性是液體在流動(dòng)中產(chǎn)生能量損失的根本原因.描述液體內(nèi)部的粘滯力規(guī)律的是牛頓內(nèi)摩擦定律:注意牛頓內(nèi)摩擦定律適用范圍：1)牛頓流體，2)層流運(yùn)動(dòng)（2）可壓縮性：液體受壓后體積要縮小，壓力撤除后也能恢復(fù)原狀，這種性質(zhì)稱為液體的壓縮性（3）表面張力：自由表面上的液體分子由于受到兩側(cè)分子的引力的不平衡，使自由面上的液體分子受有極其微小的拉力，這種拉力稱為表面張力。3、水力學(xué)的兩個(gè)基本假設(shè)：（1)連續(xù)介質(zhì)：液體是由液體質(zhì)點(diǎn)組成的連續(xù)體,可以用連續(xù)函數(shù)描述液體運(yùn)動(dòng)的物理量.（2）理想液體：忽略粘滯性的液體稱為理想液體4.、作用在液體上的兩種力（1）表面力：表面力是作用于液體的表面，并與受作用的表面面積成比例的力（2）質(zhì)量力：質(zhì)量力是指通過所研究的液體的每一部分質(zhì)量而作用于液體的、其大小與液體的質(zhì)量成比例的力。第1章水靜力學(xué)1、靜水壓強(qiáng)的兩個(gè)重要特性（1）靜水壓強(qiáng)的方向與受壓面垂直并指向受壓面。（2）靜水壓強(qiáng)的大小僅與該點(diǎn)坐標(biāo)有關(guān)，與受壓面方向無關(guān)。2、等壓面（1）等壓面：具有相同的靜水壓強(qiáng)值，這些點(diǎn)連接成的面（可能是平面也可能是曲面）稱為等壓面。（2）等壓面有兩個(gè)重要性質(zhì)：一是在平衡液體中等壓面即是等勢(shì)面，二是等壓面與質(zhì)量力正交。3、絕對(duì)壓強(qiáng)：以設(shè)想沒有大氣存在的絕對(duì)真空狀態(tài)作為零點(diǎn)計(jì)量的壓強(qiáng)，稱為絕對(duì)壓強(qiáng)。4、相對(duì)壓強(qiáng)：把當(dāng)?shù)卮髿鈮鹤鳛榱泓c(diǎn)計(jì)量的壓強(qiáng)，稱為相對(duì)壓強(qiáng)。第2章液體運(yùn)動(dòng)的流束理論描述液體運(yùn)動(dòng)的兩種方法：拉格朗日法和歐拉法。其中，水力學(xué)上普遍采用歐拉法。拉格朗日法是研究個(gè)別液體質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)情況，由此引出跡線的概念；歐拉法是考察同一時(shí)刻液體質(zhì)點(diǎn)在不同空間位置的運(yùn)動(dòng)情況，由此引出流線的概念。某一液體質(zhì)點(diǎn)在運(yùn)動(dòng)過程中，不同時(shí)刻所流經(jīng)的空間點(diǎn)所連成的線稱為跡線；

流線是某一瞬時(shí)在流場(chǎng)中會(huì)出的一條曲線，在該曲線上所有各點(diǎn)的速度向量都與該曲線相切。流線的基本特性：=1\*GB3①、恒定流時(shí)，流線的形狀和位置不隨時(shí)間而改變=2\*GB3②、恒定流時(shí)液體質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的跡線與流線相重合=3\*GB3③、流線不能相交。流動(dòng)的分類：恒定流：如果在流場(chǎng)中任何空間點(diǎn)上所有的運(yùn)動(dòng)要素都不隨時(shí)間而改變，這種水流稱為恒定流。當(dāng)水流的流線為相互平行的直線時(shí)，該水流稱為均勻流；反之，流線不相互平行的水流就稱為非均勻流。

均勻流特性：=1\*GB3①、均勻流的過水?dāng)嗝鏋槠矫?，且過水?dāng)嗝娴男螤詈统叽缪爻滩蛔儯?2\*GB3②、均勻流中，同一流線上不同點(diǎn)的流速應(yīng)相等；=3\*GB3③、在同一過水?dāng)嗝嫔细鼽c(diǎn)測(cè)壓管水頭為一常數(shù)。過水?dāng)嗝妫号c微小流束或總流的流線成正交的橫斷面稱為過水?dāng)嗝妗?/p>

流量：單位時(shí)間內(nèi)通過某一過水?dāng)嗝娴囊后w體積稱為流量。

一元流：水流中任一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)要素只與一個(gè)空間自變量有關(guān)。第3章液流型態(tài)及水頭損失沿程都有并隨沿程長度增加的水頭損失叫做沿程水頭損失，常用hf表示;能量損失發(fā)生在局部范圍之內(nèi)的叫做局部水頭損失，常用hj表示；

某一流段沿程水頭損失與局部水頭損失的總和稱為該流段的總水頭損失。均勻流時(shí)無局部水頭損失，非均勻漸變流時(shí)局部水頭損失可忽略不計(jì)，非均勻急變流時(shí)兩種水頭損失均有。均勻流時(shí)總水頭線和測(cè)壓管水頭線是相互平行的直線。當(dāng)流速不同時(shí)，液體有兩種不同型態(tài)的運(yùn)動(dòng)：

當(dāng)流速較小時(shí)，各流層的液體質(zhì)點(diǎn)是有條不紊的運(yùn)動(dòng)，互不摻雜，這種型態(tài)的流動(dòng)叫做層流；

當(dāng)流速較大時(shí)，各流層的液體質(zhì)點(diǎn)形成渦體，在流動(dòng)過程中，互相混摻，這種型態(tài)的流動(dòng)叫做湍流。液流型態(tài)用雷諾數(shù)判別：雷諾數(shù)是表征慣性力與粘滯力的比值。6.、謝齊公式,C是謝齊系數(shù)；R是斷面水力半徑2要會(huì)繪制二向曲面水平分力與垂直分力、測(cè)壓管水頭線與總水頭線，充分長明渠水面線。解析：1、水平分力：繪制水平分力壓強(qiáng)分布圖，即曲面在鉛垂面上投影平面的靜水壓強(qiáng)分布圖。鉛垂分力：在求鉛垂分力時(shí),要繪制壓力體剖面圖。壓力體是由自由液面或其延長面,受壓曲面以及過曲面邊緣的鉛垂平面這三部分圍成的體積。當(dāng)壓力體與受壓面在曲面的同側(cè)，那么鉛垂分力的方向向下；當(dāng)壓力體與受壓面在曲面的兩側(cè)，則鉛垂分力的方向向上.參見教材P44，P57習(xí)題1.112、.總水頭：單位重量液體所具有總機(jī)械能（即位能、壓能、動(dòng)能的總和），并以H表示。即把各斷面的總水頭描出的點(diǎn)子連接起來就可以得到一條總水頭線。把各斷面的（）值的點(diǎn)子連接起來可以得到一條測(cè)壓管水頭線。參見教材P80-81，概念及圖2.17、2.183、.明渠水面線1.水面曲線分類：壅水曲線（水深沿流程增加）降水曲線（水深沿流程減?。?．兩條水深控制線（1）i＞0，存在N-N線（正常水深h?？刂凭€）（2）各種底坡都存在k-k線（臨界水深hk控制線，沿程不變）（3）N-N線與K-K線劃分12個(gè)流區(qū)。3.水面線變化規(guī)律2條水深線把5種底坡上的流動(dòng)空間劃分為12個(gè)流區(qū)，每個(gè)流區(qū)有一條水面曲線，共有12條不同類型的水面曲線，他們的變化規(guī)律總結(jié)如下：（1）每個(gè)流區(qū)只出現(xiàn)一種水面線（2）a、c為壅水曲線，b為降水曲線（3）接近K-K線趨于正交（發(fā)生跌水或水躍）；接近N-N線趨于漸近（除a3、c3線）（4）控制斷面：急流在下游，緩流在上游（5）正坡長渠道無干擾的遠(yuǎn)端趨于均勻流4、水面線連接的規(guī)律（1）緩流向急流過渡——產(chǎn)生跌水（2）急流向緩流過渡——產(chǎn)生水躍（3）緩流緩流，只影響上游（4）急流急流，只影響下游參見教材P232-237，P238例6.43.會(huì)用牛頓內(nèi)摩擦定律及連續(xù)、能量、動(dòng)量三大方程計(jì)算相關(guān)問題。（參見教材上最簡單的例題）解析：1、牛頓內(nèi)摩擦定律：作層流運(yùn)動(dòng)的液體，相鄰夜層間單位面積上所作用的內(nèi)摩擦力（或粘滯力），與流速梯度成正比，同時(shí)與液體的性質(zhì)有關(guān)。牛頓內(nèi)摩擦定律無例題，可參見教材P15習(xí)題0.52、恒定總流連續(xù)性方程：利用連續(xù)方程，已知流量可以求斷面平均流速，或通過兩斷面間的幾何關(guān)系求斷面平均流速。恒定總流能量方程：