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《水力学》

1、课程名称与代码：水力学（306071050）课程性质：必修

2、学时学分：85学时/5学分先修要求：无

3、课程负责人：李克锋、王黎、王协康

4、教材和补充教材信息：

“十二五”规划教材《水力学》（第四版）吴持恭主编高等教育出版社2008年

《水力学》赵振兴,何建京编著.北京:清华大学出版社,2005

《水力学》郭仁东,冯劲梅,吴慧芳主编.北京:人民交通出版社,2006

《水力学》王亚玲主编.北京:人民交通出版社,2005

《工程流体力学（水力学）》闻德荪主编.第2版.--北京:高等教育出版社,2004

《水力学实验》贺五洲,陈嘉范,李春华编.北京:清华大学出版社,2004

5、课程目标：

a)达到的教学目的：使学生具有一定理论基础，理解水力学的一些基本概念与物理

意义，对工程中与专业有关的水力学问题，有正确分析和计算的能力，掌握一定的实验技能，

加强微机编程计算能力培养。

b)支撑的毕业要求：工程知识（要求1）、问题分析（要求2）、个人和团队（要求9）、

终身学习（要求12）。

6、课程的主要教学内容

一、绪论

(1)水力学任务和水利工程中的水力学问题；

(2)液体主要物理力学性质，内摩擦定律，牛顿液体与非牛顿液体；

(3)连续介质和理想液体概念；

(4)作用在液体上的力：表面力和质量力；

(5)水力学的研究方法。

二、水静力学

(1)静水压强及其特性；

(2)重力作用下静水压强的基本方程式及其物理意义，等压面的概念；

(3)压强的表示法：绝对压强、相对压强和真空度；

(4)压强的量测：测压管、U型水银压力计、压差计；

(5)作用于平面上的静水总压力：压强分布图，静水总压力的大小、方向和作用点；

(6)作用于曲面上的静水总压力：水平压强分布图和压力体图；

(7)作用于物体上的静水总压力，物体的浮沉；

(8)几种质量力作用下的液体平衡。

三、水动力学基础

(1)描述液体运动的两种方法：拉格朗日法和欧拉法，流线和迹线；

(2)恒定流与非恒定流；

(3)水流的几个基本概念：流管、微小流束、总流、过水断面、流量、断面平均流速、

一元流、二元流、三元流；

(4)恒定一元流连续性方程；

(5)均匀流、非均匀流、渐变流与急变流；

(6)恒定一元流微小流束能量方程和总流能量方程及其应用，毕托管、文丘里流量计、

孔口出流、管嘴出流，变水头孔口出流时间计算；

(7)恒定一元流动量方程及其应用举例。

四、量纲分析和相似原理

(1)量纲的基本概念，量纲和单位；

(2)量纲和谐原理；

(3)π定理及其应用举例；

(4)相似概念，流动相似特征，几何相似、运动相似、动力相似；

(5)单项力作用下的相似准则：重力准则(佛汝德准则)、粘性准则(雷诺准则)，简介惯

性力相似准则、表面力相似准则、弹性力相似准则、压力相似准则；

(6)水工模型设计简介。

五、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(尼库拉兹

图)，莫迪图，水力光滑区、过渡区和粗糙区的差别及计算各区λ值的经验公式；

(8)沿程水头损失的经验公式：谢才公式、曼宁公式；

(9)局部水头损失：局部水头损失的一般表达式，圆管突然放大的局部水头损失，局部

阻力系数。

六、恒定有压管流

(1)管道类型；

(2)简单管道水力计算的基本公式；

(3)简单管道水力计算的基本类型和实例；

(4)复杂管道的水力计算：串联管道、并联管