第一部分：水力學(xué)

　　I.課程簡(jiǎn)介

　　一、內(nèi)容概述與要求

　　通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握水流運(yùn)動(dòng)的基本概念、基本理論和分析方法，理解不同 水流的特點(diǎn)，學(xué)會(huì)本專業(yè)常見(jiàn)水力計(jì)算，為學(xué)習(xí)專業(yè)課程、從事專業(yè)技術(shù)工作打下一定的基 礎(chǔ)。

　　本課程教學(xué)大綱中所列基本內(nèi)容的學(xué)習(xí)，應(yīng)達(dá)到下列基本要求：

　　1、理解水力學(xué)的基本概念，如粘滯性、層流和紊流、急流和緩流、雷諾數(shù)和佛汝德數(shù) 等;

　　2、掌握總流運(yùn)動(dòng)分析方法和連續(xù)方程、能量方程、動(dòng)量方程，能應(yīng)用三大方程解決實(shí) 際工程中的水力學(xué)問(wèn)題;

　　3、熟練進(jìn)行水流流態(tài)的判別，正確理解水頭損失產(chǎn)生的原因，掌握沿程水力摩阻系數(shù) 的變化規(guī)律，熟練掌握沿程水頭損失和局部水頭損失的計(jì)算;

　　4、進(jìn)行水流運(yùn)動(dòng)分析，掌握常見(jiàn)工程水力計(jì)算的方法，包括靜水壓力的計(jì)算和水力荷 載的確定，有壓管道、明渠和其它過(guò)流建筑物斷面尺寸和過(guò)流能力的確定等。

　　二、考試形式與試卷結(jié)構(gòu)

　　考試采用閉卷、筆試形式，全卷滿分為 150 分，考試時(shí)間為 75 分鐘。

　　試題類型包括判斷題、畫(huà)圖題、簡(jiǎn)答題和計(jì)算題。畫(huà)圖題要求用鉛筆繪圖;計(jì)算題應(yīng)寫(xiě) 出公式、文字說(shuō)明及演算步驟，計(jì)算結(jié)果整理到最簡(jiǎn)形式。

　　II.知識(shí)要點(diǎn)與考核要求

　　一、緒論

　　( 一) 了解水力學(xué)的任務(wù)、在專業(yè)中的作用和研究方法;

　　(二) 理解液體的基本特征和主要物理力學(xué)性質(zhì);

　　(三) 掌握牛頓內(nèi)摩擦定律和粘滯性系數(shù);

　　(四) 掌握連續(xù)介質(zhì)、理想液體和實(shí)際液體的概念;

　　(五) 理解作用在流體上的兩種力：質(zhì)量力和表面力。

　　二、水靜力學(xué)

　　( 一) 理解靜水壓強(qiáng)的概念并掌握其兩個(gè)特性;

　　(二) 了解液體平衡微分方程及其積分形式，理解等壓面及其特性;

　　(三) 掌握重力作用下靜水壓強(qiáng)基本方程及應(yīng)用;

　　(四) 理解靜水壓強(qiáng)基本方程的幾何意義與能量意義：位置水頭、壓強(qiáng)水頭和測(cè)壓管水頭;

　　(五) 了解靜水壓強(qiáng)的表示方法與測(cè)量，理解絕對(duì)壓強(qiáng)、相對(duì)壓強(qiáng)和真空度的概念;

　　(六) 重點(diǎn)掌握靜水壓強(qiáng)分布圖和平面上靜水總壓力的計(jì)算;

　　(七) 重點(diǎn)掌握曲面上靜水總壓力的計(jì)算，壓力體的構(gòu)成及作用力方向的判別。

　　三、液體運(yùn)動(dòng)的流束理論

　　( 一) 了解描述液體運(yùn)動(dòng)的兩種方法：拉格朗日法和歐拉法;

　　(二) 理解液體運(yùn)動(dòng)的分類和基本概念：恒定與非恒定流，均勻與非均勻流，漸變流與急變

　　流，流線與跡線，總流、 元流、過(guò)水?dāng)嗝媾c斷面平均流速，一元流;

　　(三) 掌握恒定不可壓縮液體總流連續(xù)性方程及其應(yīng)用;

　　(四) 重點(diǎn)掌握恒定總流能量方程的應(yīng)用，注意其使用條件及注意事項(xiàng);

　　(五) 重點(diǎn)掌握恒定總流動(dòng)量方程的應(yīng)用，注意其使用注意事項(xiàng)及應(yīng)用實(shí)例;

　　(六) 了解量綱分析。

　　四、液體流動(dòng)型態(tài)和水頭損失

　　( 一) 理解水頭損失的本質(zhì)和分類;

　　(二) 掌握均勻流沿程損失與水流阻力關(guān)系，重點(diǎn)計(jì)算沿程水頭損失的基本公式-達(dá)西公式;

　　(三) 了解實(shí)際液體運(yùn)動(dòng)的兩種型態(tài)：層流與紊流，重點(diǎn)理解紊流的形成及掌握其判別數(shù)雷

　　諾數(shù)的物理意義;

　　(四) 了解圓管層流運(yùn)動(dòng)過(guò)水?dāng)嗝嫔系牧魉俜植己脱爻趟^損失計(jì)算;

　　(五) 重點(diǎn)理解紊流的特征和附加切應(yīng)力的產(chǎn)生，了解紊流中粘性底層的概念;

　　(六) 重點(diǎn)掌握尼古拉茲實(shí)驗(yàn)和沿程阻力系數(shù)的變化規(guī)律及計(jì)算;

　　(七) 掌握計(jì)算沿程水頭損失的經(jīng)驗(yàn)公式——謝齊公式、曼寧公式和粗糙系數(shù);

　　(八) 了解局部水頭損失的特點(diǎn)，重點(diǎn)掌握局部水頭損失的計(jì)算。

　　五、有壓管道流動(dòng)

　　( 一) 了解有壓管道流動(dòng)的特點(diǎn)及分類;

　　(二) 掌握簡(jiǎn)單管道水力計(jì)算和管流水頭線的繪制;

　　(三) 重點(diǎn)掌握簡(jiǎn)單管道水力計(jì)算的特例——虹吸管及水泵裝置的水力計(jì)算;

　　(四) 了解復(fù)雜管道水力設(shè)計(jì)計(jì)算 (串聯(lián)管道，并聯(lián)管道，分叉管道和沿程均泄管道)。

　　六、明渠水流

　　( 一) 了解明渠水流的特點(diǎn)和分類，明渠斷面的水力要素;

　　(二) 理解明渠均勻流的特性及產(chǎn)生條件，重點(diǎn)掌握明渠均勻流基本公式;

　　(三) 掌握明渠恒定均勻流的水力最佳斷面的計(jì)算、了解其允許流速和糙率的確定;

　　(四) 了解明渠非均勻漸變流的流動(dòng)特點(diǎn)，理解明渠水流三種流態(tài)及多種判別方法，并掌握

　　其判別數(shù)佛汝德數(shù)的物理意義;

　　(五) 重點(diǎn)掌握斷面比能，臨界水深、臨界底坡的概念;

　　(六) 理解明渠恒定非均勻流漸變流的水面線變化規(guī)律，掌握 12 種類型的水面線，定性分 析并繪制棱柱體變坡渠道上的水面線，對(duì)其水面線進(jìn)行分段求和法計(jì)算。

　　七、水躍

　　( 一) 了解水躍的形成及其相關(guān)名詞：躍前斷面、躍長(zhǎng)、躍高等;

　　(二) 理解水躍的現(xiàn)象及其組成，掌握水躍的類型;

　　(三) 了解水躍方程及其共軛水深。

　　八、過(guò)流建筑物

　　( 一) 了解堰、閘出流的特點(diǎn)及其區(qū)別，理解堰流和孔流的轉(zhuǎn)化條件;

　　(二) 掌握堰流的類型，了解其基本公式;

　　(三) 了解薄壁堰、實(shí)用堰和寬頂堰的水力計(jì)算，曲線型實(shí)用堰剖面形狀的確定;

　　(四) 了解閘孔出流基本公式和水力計(jì)算;

　　(五) 了解水工建筑物下游水流銜接與消能的方式。