水力学复习大纲2010

1水力学（考研2010）复习大纲

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第一章绪论

掌握液体主要物理力学性质、内摩擦定律、连续介质和理想液体以及作用在液体上的力等概念。一、连续介质假设

真实液体可以近似的看作是由‘液体质点’组成的毫无空隙的充满其所占空间的连续体。

假设的意义：使水力学的研究摆脱了复杂的分子运动，并将运动液体质点的一切物理量视为时间和坐标的连续函数，充分利用连续函数的数学工具，大大方便了水力学的研究。

￥水力学所讨论的液体是一种易流动、不易压缩的连续体。2010

二、液体的物理力学性质

γ=9800N/m3

￥液体静止时无粘滞力μ，不承受剪切力和拉力，液体质点间发生相对运动时产生摩擦力的性质称为粘滞性。粘滞力的大小与液体的性质和剪切变形速度有关。液体的粘滞力随温度的升高而减小，分子距离加大，内聚力减小。气体的粘性随温度升高而增加。μ的单位为N.s/m2 2010

三、牛顿内摩擦定律

1、￥做层流运动的流体，作用在层流上的切应力与流速梯度成正比，同时与液体的性质有关。或者做层流运动的流体，作用在层流上的切应力与剪切变形速度成正比。液体的粘性可视为液体抵抗剪切变形的特性。2010

2、流体的种类划分：1.A类牛顿流体 2.非牛顿流体：B类理想宾汉流体(泥浆、血浆、牙膏等)、C类伪塑性流体（尼龙、橡胶、纸浆、水泥浆、油漆等）、D类膨胀性流体（生面团、浓淀粉糊等）

泥浆、血浆

四、理想液体

没有粘滞性的液体称为理想液体，反之为实际液体。

五、￥作用在液体上的力

表面力是指作用在液体表面上的力，其大小与受力面积成正比。摩擦力、水压力、粘滞力都属于表面力。质量力是指作用于每个质点上的力，与液体的质量成正比。对于均质液体，质量力又称为体积力。

第二章水静力学

熟练掌握静水压强及其特性和等压面的概念，能熟练应用重力作用下静水压强的基本方程式以及作用于平面上的静水总压力的计算公式和作用于曲面上的静水总压力的计算公式，能熟练绘制平面静水压强分布图和曲面压力体图；

一、静水压强及其特性和等压面的概念

1.￥静水压强的方向垂直并指向受压面；

2.任意一点静水压强的大小与受压面的方向无关，即作用在

同一点上各个方向的静水压强的大小相等。2010

2.￥绝对压强用P’表示；相对压强用P表示，P= P’-Pa；真空度用Pk表示，其大小为P的绝对值。

2010

3.等压面：连续液体中，由压强相等的个点组成的面叫等压面。

4.￥只受重力作用时，等压面即为水平面；只受重力作用的同一种连续液体，水平面既是等压面。2010

5.￥等压面就是等势面；等压面与质量力正交。证明见课本17页。2010

6.￥静水压强基本方程的意义：只有重力作用时静止液体中任意一点的测压管水头总是一常数。2010

7.任意液体的液体柱高度h=98/Ya（m）

8.￥液体随容器绕铅轴线做等角速转动时等压面为一抛物面。且液体的静水压强公式与静止液体中的

净水压强公式完全相同。同心圆柱面上各点的测压管水头为一常数。2010

9.￥液体随容器做等加速水平直线运动时等压面为一倾斜平面，且液体的静水压强公式与静止液体中

的净水压强公式完全相同。2010

第三章水动力学基础（一元流）

熟练掌握恒定流与非恒定流、过水断面、流量、断面平均流速、均匀流、非均匀流、渐变流与急变流等概念，能熟练应用恒定一元流连续性方程、恒定一元总流能量方程和恒定一元总流动量方程，能熟练绘制总水头线和测压管水头线。

一、￥描述液体运动的两种方法：

1、拉格朗日法：将液体的质点为研究对象，跟踪每一个质点，观察和分析每一个质点的历程，然后把足够多的质点综合起来分析2010

2、欧拉法：对流场中每一个空间点上在不同时刻经过该空间点的液体质点运动进行研究，然后把流场中所有空间点上的液体质点情况综合起来2010

二、恒定流：流场中任何空间点上所有运动要素不随时间变化，反之为非恒定流。

三、￥2010必考题

概念：

迹线：液体在运动过程中不同时刻流经的空间点的连线，即液体质点的运动轨迹线。(拉格朗日法) 流线：某一瞬时速度场的一条流速矢量线。（欧拉法）

区别：

迹线：一个质点在不同时刻经过的点的连线；

流线：同一时刻不同质点组成的流速矢量线。

联系：

1、在恒定流中，流线的位置和形状不随时间改变；

2、恒定流中，迹线与流线重合；

3、流线不能相交，也不能转折。

4、流线方程

五、流管：在流场内取一条非流线的封闭曲线，在同一时刻内通过该封闭曲线上各点的流线所构成的管

状曲面。

过水断面：与微小流束或总流的流线正交的横断面

六、一元流：液体运动的水力要素只与空间一个坐标流程s有关的水流。

二元流：运动要素只与水深h和流程s有关的函数2010

2010 必考题

￥补充：

1、均匀流一定是恒定流，恒定流不一定是均匀流。

2、非恒定流一定是非均匀流，非均匀流不一定是非恒定流。

3、紊流可以是均匀流，也可以是非均匀流；层流可以是均匀流或非均匀流或渐变流。

4、对瞬时值而言，紊流一定是非恒定流。

5、对时均值而言，紊流有恒定流、也有非恒定流。

七、￥恒定流按液体的流速和流速分布是否沿流程变化划分均匀流和非均匀流

均匀流的性质：2010

1、均匀流的过水断面为平面，且形状和大小沿程不变

2、均匀流各过水断面流速分布相同，断面平均流速相等。

3、同一过水断面上各点的测压管水头为一常数

八、￥按流线的弯曲程度将非均匀流划分为渐变流和急变流。2010

1、渐变流：渐变流上的动水压强分布规律符合静水压强分布规律。

2、急变流：水流的流线之间夹角很大或曲率半径很小。

九、￥总流的连续方程只适用于作用于恒定流的不可压缩的液体。2010

十、￥恒定一元总流能量方程的应用条件2010