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四川大学水力学第五版课后答案

第一章：水力学基础

1.1水力学的基本概念

水力学是研究水的运动规律和流动性质的一门学科。它主

要涉及水的流动、压力、流速、流量等参数的计算和分析。

1.2水力学的分类

水力学可以分为波动水力学、稳定性水力学和水动力学三

个方面。

波动水力学研究的是水波的形成、传播和消失的规律。

稳定性水力学研究的是流体运动中所出现的流态变化或水

流中的各部分之间的相互作用。

水动力学是一门较为综合的水力学学科，它将流体运动的

研究拓展到更为广阔的领域，如流体与固体的相互作用等。

1.3水力学基本方程

水力学中的基本方程包括连续方程、运动方程和压力方程。

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连续方程描述的是流体在一定时间内流动的连续性。它的

数学表达式为：

(\rho\textbf{v})=0$$

其中，$\rho$代表流体的密度，ᵆ代表时间，

$\textbf{v}$代表流体的速度。

运动方程描述的是流体在流动过程中所受到的各种力的作

用。它的数学表达式为：

\rho\textbf{g}+\textbf{f}$$

其中，$\frac{{D\textbf{v}}}{{Dt}}$代表流体的加速度，

ᵆ代表压力，$\textbf{g}$代表重力加速度，$\textbf{f}$代表

其他外力。

压力方程描述的是流体在流动过程中的压力分布。它的数

学表达式为：

压力方程是根据流体的性质和流体所受的力来推导出来的。

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1.4水力学的应用

水力学在很多领域中都有着广泛的应用，比如水利工程、

船舶工程、液压工程等。

在水利工程中，水力学用于设计水坝、运河、抽水站等水

利设施，以及防洪、引水等工程。

在船舶工程中，水力学用于设计船体的形状、推进器的位

置等，以提高船舶的性能和稳定性。

在液压工程中，水力学用于设计液压泵、液压马达等液压

元件，以及液压系统的优化和分析。

第二章：流体静力学

2.1流体静力学基本概念

流体静力学是研究静止流体的力学性质的一门学科。它主

要涉及流体的压力、重力、浮力等参数的计算和分析。

2.2流体静力学基本方程

流体静力学的基本方程是潜藏在连续方程和压力方程中的。

它包括重力平衡方程和压力分布方程。

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重力平衡方程描述的是流体静力学中流体所受到的重力平

衡情况。它的数学表达式为：

压力分布方程描述的是流体静力学中流体的压力分布情况。

它的数学表达式为：

2.3流体静力学实例分析

流体静力学在实际应用中有着广泛的应用，比如水压库、

液压天平等。

以水压库为例，我们可以利用流体静力学的原理来计算库

内水位对库体的压力产生的影响。

当库内水位较低时，库体受到的压力较小；而当库内水位

较高时，库体受到的压力较大。

通过分析库内水位对库体的压力的影响，我们可以选择合

适的材料和结构来设计水压库，以保证其在不同水位下的稳定

性和安全性。

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第三章：流体动力学

3.1流体动力学基本概念

流体动力学是研究流体在流动过程中的运动规律和流动特

性的一门学科。它主要涉及流体的流速、流量、压力变化等参

数的计算和分析。

3.2流体动力学基本方程

流体动力学的基本方程包括连续方程、动量方程和能量方

程。

连续方程描述的是流体在流动过程中的连续性。它的数学

表达式与水力学中的连续方程相同。

动量方程描述的是流体在流动过程中所受到的各种力的作

用