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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载天大水力学学问点绪论1. 连续介质2. 实际流体模型由质点组成的连续体 , 具有：易流淌性、粘滞性、不行压缩性、不计表面张力的性质 . 3. 粘滞性：牛顿内摩擦定律du dy4. 抱负流体模型：不考虑粘滞性；5. 作用在液体上的力：质量力、表面力例：1. 在静水中取一六面体, 分析其所受的外力： 作用在该六面体上的力有（ ）（a）切向力、正压力 b 正压力c 正压力、重力 d 正压力、切向力、重力2. 在明渠匀称流中取一六面体, 其所受的外力：作用在该六面体上有（ ）（a）切向力、正压力 b 正压力 c 正压力、重力 d 正压
2、力、切向力、重力 3. 抱负流体与实际流体的区分仅在于,抱负流体具有不行压缩性；（ ）第 1 章 水静力学1. 静压强的特性1 垂直指向受压面；2 在同一点各方向的静压强大小与受压面方位无关 . 2. 等压面：等压面是水平面的条件3. 水静力学基本方程zpCpp0ghg2. 基本概念位置水头、压强水头、测压管水头 3. 静压强分布图 5. 点压强的运算、肯定压强、相对压强、真空压强；名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 24 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载利用：等压面、静压强基本方程；解题思路： 找等压面 找已知点压强利用静压强基本方程
3、推求；6 作用在平面上的静水总压力图解法：PbAyDycIc解析法：Pgh cycA7. 作用在曲面上的静水总压力关键：压力体画法以曲面为底面,向自由液面（自由液面延长面）投影,曲面、铅锤面、自由液面所包围的水体为压力体； 压力体与水在同一侧为实压力体,铅锤分力方向向下；反之,为虚压力体,铅锤分力方向向上；例 1. 流体内部某点存在真空,是指（ ）（a）该点的肯定压强为正值（c）该点的肯定压强为负值（b）该点的相对压强为正值（d）该点的相对压强为负值 2. 流体内部某点压强为2 个大气压,用液柱高度为（ ） 3. a 10 米水柱 b 22米水柱 c20米水柱 d25米水柱无论流体作何种运动,
4、流体内任何一个水平面都是等压面；（ ）第 2 章液体运动的流束理论名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 24 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载1. 描述流体运动的两种方法：拉格朗日 2. 基本概念Lagrange 法、欧拉 Euler 法二元流和三元流、恒定流与非恒定流、匀称流与非匀称流；渐变流、急变流；3. 不行压缩均质流体连续性方程uxuyuz0v2xyz4. 恒定总留恋续方程：A 1 v 1A 25. 抱负流体元流的能量方程z 1p 12 u 1z 2p2u222g2ggg6. 实际流体元流的能量方程z 1p 12 u 1z 2p2
5、u2 h w2g2gg2g7. 实际流体恒定总流能量方程z 1p 12 1 v 1z 2p222 v 22h w 12h w12g2gg2gz 1p 12 1 v 1Hz 2p22 v 2g2gg2g能量方程应用留意事项（三选）（1）基准面：（可任选,以便利为原就）（2）过流断面：（必需是匀称流或渐变流断面,中间可为急变流）（3）运算点：（可任选,以便利为原就）8. 恒定总流淌量方程名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 24 页精选学习资料 - - - - - - - - - Q2v21学习必备F欢迎下载v 1重量形式：Q2v 2x1v2xFxzQ2v2y1v2yFyQz2v
6、2z1 v2F9. 动量方程应用留意事项（1）挑选脱离体（掌握面）（2）建立坐标系（3）全面分析外力（4）动量方程为矢量式,流速、力均有方向；（5）方程左边为所取流段的动量的变化率,肯定是流出的动量减去流入的 动量；10. 三大方程联合应用（1）（2）11. 定理 对于任一物理过程,存在有 n个物理量,总可以写成函数fq 1,q 2,q 3qn0m3,一个几何量,如挑选其中 m 个物理量作为基本量, （流体力学中一般一个运动量,一个动力气） ,其他的物理量可以用这纲的式,共写出n3 个有效式,3 个基本量表示,写为无量名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 24 页精选学习资料
7、 - - - - - - - - - 4q 1学习必备3欢迎下载q4q2q此物理过程可写为：F4,56.n0通过量纲和谐原理建立其物理量之间的关系,此乃定理；例.1. 在水箱上接出一条等直径圆管, 末端设有阀门已掌握流量, 如水箱内水面不随时间变化、当阀门开度肯定时,管中水流为（ ）a 恒定匀称流（b）恒定非匀称流（c）非恒定匀称流（d）非恒定非匀称流2. 恒定流肯定是匀称流；（ ）3. 在恒定流情形下,流线与迹线重合；（ ）第 3 章 液流型态与水头缺失1. 液体流淌的两种型态层流：流体质点互不掺混,做有条不紊的规章运动；紊流：流体质点相互掺混,形成涡体,做杂乱无章的运动；1. 流态的判别
8、雷诺数非圆管或明渠水流：RevR管流：RevdRec2000Rec5002. 水头缺失达西公式：h flv2gRJ流体内部：gRJd2g3. 匀称流基本公式固体边界：04. 圆管过水断面上切应力的分布r0 r 02. 圆管中的层流运动名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 24 页精选学习资料 - - - - - - - - - 切应力：du学习必备欢迎下载dy断面流速分布：ugJ2 r 01r24最大流速：（管轴线上）umaxgJr240断面平均流速：vgJ 82 r 0umax2h f64lv2Red3ghflv2令64 Red3g6. 紊流的特点紊流中运动要素的脉动瞬时流
9、速：ux tuxxu xuxu时均流速：1uxu tdtxT脉动流速：u xuxux7. 紊流附加切应力12dul2du2dydy8. 紊流流速分布名师归纳总结 u1vlnyc1. 0,1 .0的缘由；第 6 页,共 24 页对数曲线分布,流速分布匀称化了；此即- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载9. 粘流底层受粘滞力作用, 有一极薄层流体附在管壁上不流淌；液层做层流运动,称之为粘性底层；粘性底层的厚度用 度不是一成不变的,与直径、雷诺数、粗糙度有关；在靠近固体边界邻近的 表示；粘性底层的厚10. 紊流分区肯定粗糙度K粘性底层紊流流核6
10、（1）水力光滑区K.0 4（2）过渡粗糙区04.K（3）粗糙区（阻力平方区）K611. 尼古拉兹试验I 区, Re2300,层流区 =f Re ,II 区,Re=23004000,层流到紊流过渡区 = f Re,K/d 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 24 页精选学习资料 - - - - - - - - - III学习必备欢迎下载 =f Re. 区,1054000,紊流水力光滑区IV 区,过渡粗糙区, =f Re、K/ d. V区,粗糙管, =f K/ d. 阻力平方区 ；12. 局部缺失运算公式：h jv22g突然放大局部缺失运算公式的推导；hj v 12v 22）,
11、 说明ghj 1A 1A 222 v 112 v 11 1A 1A 222g2gA 2A 1hjA 2A 122 v 222 v 221 21 2g2g等直径圆管中紊流的过流断面流速分布是（） a呈抛物线分布 b 呈对数线分布c 呈椭圆曲线分布 d 呈双线分布2. 壁面粗糙的管道肯定是水力粗糙管；（3. 在进行水力运算时,短管是指管道几何长度较短的管道；（4. 临界雷诺数的大小仅与流体的流速有关,与流体的性质无关；（5. 圆管中层流与紊流, 其断面流速分布有什么不同？试依据尼古拉兹试验紊流各区沿程阻力系数与 Re和Kd的关系？7. 层流与紊流的内部切应力有何不同？第 4 章 有压管中的恒定流1
12、. 孔口分类：名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 24 页精选学习资料 - - - - - - - - - （1）大孔口与小孔口学习必备H欢迎下载H10）（大孔口10；小孔口dd（2）薄壁孔口与厚壁孔口（3）自由出流与埋没出流（4）恒定出流与非恒定出流 2. 薄壁小孔口恒定出流流量公式：QA2gH03. 管嘴出流流量公式：QnA2gH0n1 .32l,d；bH09m 水柱 0 . 75H0收缩断面压强：pc管嘴工作条件： a344. 短管的水力运算名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 24 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎
13、下载流量公式：QA2gH01ldQA2gH3. 总水头线与测压管水头线的画法；（1） 总水头线测压管水头线；规律：（1）总水头线沿程总是下降的；（2）测压管水头线总是在总水头线的下方； （反之）（3）测压管水头线沿程可升可降；总水头线与测压管水头线重合,为折线；6. 长管的水力运算（1）简洁管路名师归纳总结 运算公式：Hhflv28glQ24AQ2llQ2第 10 页,共 24 页d2gc24R2gA22C2R令KACR流量模数HhfQ2lK2hfQ2l85粗糙区（v1 .2 m/s）：H2K水力光滑区或紊流过渡区（v2.1 m/s）HhfkQ2l2Kv2l16 Q2仍可表示为：Hhfld2g
14、d2g2dg2d- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 令：sg82d5学习必备欢迎下载（比阻）粗糙区（v1 .2 m/s）：HhfSlQ2水力光滑区或紊流过渡区（v2.1 m/s）Hhf2 kSlQk 修正系数（2）串联管路运算原就：（1）Hins iQ2Hin2 Q ifli.）1i1K2 i（2）QiqiQi1（节点流量）3h（3）并联管路；运算原就： （1）hfhf1hf2（2）inQ i0（节点流量）（1例： 1. 总水头线与测压管水头线的基本规律之一,是：（a）总水头线总是沿程上升；（c）测压管水头线沿程上升；（b）总水头线总是在测压管水头线的上
15、方；（d）测压管水头线总是沿程下降的；2. 外延管嘴的正常工作条件是（）（a） 管长等于 3-4 倍的管径（ b）作用水头小于 9 米水柱 c 管长 l 0 4、明渠匀称流的基本公式v流量模数QKiKAC谢齐系数：C1 R n1Ry（巴氏公式）C（曼宁公式）n5、水力最优断面 定义：在过流断面的面积、 糙率、底坡肯定前提下, 通过流量最大的断面 （形 状、尺寸）；对于梯形断面渠道：hbh21m2m矩形渠道：hb2hh6. 明渠匀称流水力运算的基本问题（1）校核已建渠道的输水才能：2QKi（2）设计渠道的底坡：iQK2（3） 确定渠道的断面尺寸： （试算或图解法）名师归纳总结 - - - - -
16、 - -第 12 页,共 24 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载第 6 章 明渠恒定非匀称流第 7 章 水跃1、明渠水流流淌类型（2） 判别标准：（3）流态方法干扰波波速弗劳德数临界水深临界底坡cgh mFrv gh mh KKi缓流vcFr.1 0hhKiKi临界流vcFr1 0.hhKiKi急流vcFr1 0.hh kiKi2. 断面单位能量（断面比能）Eshv2EshQ2Esfh2g2gA2名师归纳总结 临界流方程：Q2A3（矩形渠道 :hK3q2）第 13 页,共 24 页KgBKg- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - -
17、 - - 学习必备 欢迎下载3. 跌水与水跃（1）跌水现象缓坡接陡坡的渠道缓坡渠道末端有跌坎（2）水跃现象（1）水跃方程：Q2AycfhhhgA（3）水跃的类型临界式水跃hthb 埋没式水跃hthc 远驱式水跃hth4. 临界水深、临界底坡、缓坡、陡坡5. 水面曲线的定性绘制（缓坡、陡坡）名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 24 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载水面曲线变化基本规律（1）全部 a 型、C型曲线都是壅水曲线；（2）全部 b 型曲线都是降水曲线；（3）水面曲线具有不同的凹凸性；性绘制水面曲线的方法与原就（1）依据已知底坡或
18、水深,按匀称流条件,判定急流、缓流,确定 N-N 线与 K-K 线；（2）视底坡转变或水工建筑物的影响,分析水流加速,仍是减速,判定水面曲 线是壅水曲线仍是降水曲线；水流受阻,水流减速运动,水深变大,为壅水曲 线,反之为降水曲线；（3）把底坡转变或水工建筑物的影响,视为干扰,确定对上游的影响；如上游 急流,这个干扰形成的波不向上游传播,上游水面为匀称流,水面线不变；如 为缓流,干扰波向上游传播,上游水面曲线变化；（4）从急流到缓流显现水跃,从缓流到急流发生跌水；例： 1. 明渠水流,从急流过渡到缓流,发生跌水；（） 2. 明渠水流,从急流过渡到缓流,发生跌水跌；（） 3. 跌水的形成条件是（）
19、（a）从急流过渡到急流（c）从缓流过渡到急流（b）从急流过渡到缓流（d）从缓流过渡到缓流第 8 章 堰流及闸孔出流 1. 堰流的分类薄壁堰：H0.67；有用断面堰 ;0 . 67H2. 5名师归纳总结 宽顶堰：2.5H10 .0m 0 b2 H1 5.Qm 0b2 H15.第 15 页,共 24 页2. 堰流基本公式Q0- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 有侧向收缩：Q学习必备1. 5欢迎下载m 02 H埋没出流：Qm 02 H.153、宽顶堰（ 1）宽顶堰自由出流水流特点：（1）二次水面跌落；（2）堰顶上水流为急流；（2）宽顶堰埋没出流水流特点：（1）
20、一次水面跌落,下游显现动能复原 z（2）堰顶上水流为缓流；（3）宽顶堰埋没过程及埋没标准埋没标准：（1）必要条件：hs0（4） 充分条件：hs0.8H0液体运动的流畅理论第 12 章1. 质点的速度、加速度名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页,共 24 页精选学习资料 - - - - - - - - - uxuxx,学习必备欢迎下载y,z 速度：uyuyx,y,z uy,z uzx,z质点加速度的表达式（欧拉法）axuxuxuxuyuxuzuxtxyz2. 液体质点运动的基本形式3. 有旋流与无旋流x1uzuy2xy流体质点（微团）旋转变形表达式y1uxuz0 002zxz1u
21、yuxxy2对于有旋流x0, 对于无旋流（势流）xy0yz0z第 14 章恒定平面势流的流速势及流函数1. 势函数和流函数名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页,共 24 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备uy欢迎下载uz对于无旋流,即uzdzyz（）（）式成立,uxuzzx是使uxdxuydyuyuxx,y,z的全微分的充分必要条xy成为某一函数件,即duxdxuydyyuzdzzzdxyzdxdydz比较上两式,得uxx,uy,u对于不行压缩流体,连续性微分方程所以,函数x ,y,z叫流速势, 且为调和函数； 无旋流必定为势流,（存在流速势）；反之,
22、势流必定为无旋流；对于平面势流,x,y,u xx,u yy由连续性微分方程,（）式（）是使uydxuxdy成为某一函数x ,y成立的充要条件；流函数亦为调和函数；题目类型：1. 给出流速场,判定是有旋流、无旋流？2. 给出流速场,求势函数、流函数？duxdxuydyuzdz,3. 给出势函数,求流函数？4. 给出流函数,求势函数？名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页,共 24 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载运算题类型一、点压强运算p25kN/m2,1. 一 封 闭 水 箱 自 由 液 面 上 的 绝 对 气 体 压 强0h 14 m ,h
23、 22m,求 A、B 两点的相对压强？（1） 涉及到的概念：等压面、等压面是水平面的条件、静压强基本方程；2 解题思路： 找等压面 找已知点压强 利用静压强基本方程推求；二、静水总压力运算1. 如图示,一平板闸门,两侧有水,左侧水深为 3 m ,右侧水深为 2 m,求作用在单宽闸门上的静水总压力及作用点；名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页,共 24 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载PghcA（1） 涉及到的概念：相对压强分布图、总压力：（2） 压心：yDyCIc 合成求总压力作用点 留意,是力y cA（3） 解题思路： 求出各分力的平稳仍是
24、力矩平稳4. 如图示,一弧形闸门,其宽度 b=6m , 圆心角0 30 ,半径R25. m,闸门轴与水面齐平；求水对闸门的总压力及总压力对轴的力矩？（1） 涉及到的概念：水平分力P xghcA x垂直分力PzgV,压立体图；2 解题思路： 画压力体图 画投影面压强分布图 求解水平分力、垂直分力、总压力PP x 2p2 z、总压力作用线arctanP zP x三、运动学1 . 已知平面流淌,ux2xy,uya2x2y2, a 为常数,试判定该液流是（1）是恒定流仍是非恒定流？（2）是否满意不行压缩流体连续性微分方程,（3）是匀称流仍是非匀称流？（4）是有旋流仍是无旋流？ 一 涉及到的概念：（流淌
25、是否存在）？名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页,共 24 页精选学习资料 - - - - - - - - - 质点加速度表达式：ax学习必备xux欢迎下载uxuzuxuxuuytxyz恒定流（u0）非恒定流（u0）t t恒定流 a x u x ux x u y uy x u z uz x 0,a y a z 0不行压缩流体连续性微分方程：u x u y u z 0x y z有旋流、无旋流判别式：z 1 u y u x 02 x y四、管道水力运算31. 水泵系统如图,管径 d 200 mm,流量为 Q 0 . 1 m / s,吸水管与压水管的总长为 30m,沿程阻力系数 .0
26、 02；吸水管设有带阀门的莲蓬头 阀 2 . 0,所有弯头 弯 0 . 3,两水面高差 z 10 . m,求水泵扬程；短管水力运算：（1）涉及到的概念：长管、短管的定义；能量方程；水泵扬程Hzghw（2）解题思路：选基准面、过流断面、运算点,列能量方程求解；2. 有一虹吸管, 作用水头H11.5m0,H220.m,管长l150.m,l210.0 m管径d1d201. m,沿程缺失系数0 . 02,进口设栏污栅,进口局部缺失系数110.0,弯管局部缺失系数2. 15；求该虹吸管的过流量、 管中最大真空值,并定性绘出其测压管水头线；名师归纳总结 - - - - - - -第 21 页,共 24 页
27、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载短管水力运算：（1）涉及到的概念：长管、短管的定义；能量方程；管中最大真空值发生在何处；（2）解题思路：选基准面、过流断面、运算点,列能量方程求解；五、能量方程、动量方程1一矩形断面平坡棱柱形渠道,渠宽 B=2.7m , 河床在某处抬高 d=0.3m , 坎前水深 h1=1.8m,而后水面又降落 0.12m（如下列图）,如局部水头缺失 h 为尾渠流速水头的二分之一,求（1）通过流量 Q .（2）水流对坎的作用力 .能量方程应用：（1）涉及到的概念：能量方程应用留意事项（三选）选基准面、过流断面、运算点；（2） 列能量方程求解；
28、（3） 列动量方程求解；2. 如下列图,嵌入支座内的一输水管,管径d11 .5 m ,d21.0m当支座前的压强1p4.0个大气压时（相对压强） ,流量为 1.83 m /s,管轴线为水平,不计水头缺失,求渐变段的支座所受的轴向力？名师归纳总结 - - - - - - -第 22 页,共 24 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载动量方程应用：（1）涉及到的概念：动量方程应用留意事项, 选掌握面（脱离体） 全面分析外力 动量方程为失量方程式Q 2v 21v 1F（2）列动量方程求解；一般写为重量形式：Q2v2x1 v 1 xFx六、三大方程应用1. 一平板闸门
29、,门宽b=2m,闸前水深 H4.0 米,闸孔后收缩水深hc0.5 米,局部缺失为 0.52 vc,不计摩擦力,求作用在闸门上的动水总压力？2 g涉及到的概念：连续方程、能量方程、动量方程应用及留意事项,解题思路： 分析：求力,要用动量方程,选取掌握面,画出压强分布图,全面分析 外力； 应用能量方程,水力要素有：,Q,v 1,v2,P从已知条件中可知,Q,v 1,v2未知； 用能量方程求出v 1,v2 一个能量方程,有两个未知数,要用到连续方程；七、明渠水流1矩形断面明渠,渠宽b2 m,水深h0 7.m,通过流量Q1 .6 m3/s,判定该水流是急流仍是缓流？涉及到的概念：急流、缓流、临界流概念
30、及其判别标准名师归纳总结 用干扰波波速Cvghm缓流 ,vc急流第 23 页,共 24 页vc临界流 ,c- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 用弗劳德数Frvm学习必备欢迎下载ghFr1临界流Fr1缓流Fr1急流hKh 0急流 用临界水深hK3q2（矩形渠道）缓流、ghKh 0临界流、hKh 0 用临界底坡iKA K 2Q2R KC2iKi急流KiKi临界流、iKi缓流、七、定理1.绕流阻力运算公式建立已知条件：Ff（d、u、L、）FCL2u222.沿程水头缺失运算公式的建立已知条件：pf l、d、4. 孔口出流（闸孔出流）运算公式的建立：名师归纳总结 - - - - - - -第 24 页,共 24 页