水力学 第1章 绪论资料

公元前3世纪末，中国秦代修建规模巨大的都江 堰、灵渠和郑国渠。汉初利用山溪水流作动力。 此后在历代防洪及航运工程上积累了丰富的经验。
文艺复兴期间，意大利人达•芬奇在实验水力学 方面获得巨大的进展，他用悬浮砂粒在玻璃槽中 观察水流现象，描述了波浪运动、管中水流和波 的传播、反射和干涉。
水动力学的发展是与水利工程兴建相联系。
(Daniel Bernoulli 1700～1782)瑞 士物理学家、数学家、医学家。伯 努利在25岁时(1725)就应聘为圣 彼得堡科学院的数学院士。先任解 剖学教授，后任动力学教授， 1750年成为物理学教授。
出版了经典著作《流体动力学》(1738年)；研究弹 性弦的横向振动问题，提出声音在空气中的传播 规律。他的论著还涉及天文学、地球引力、潮汐、 磁学，振动理论、船体航行的稳定和生理学等。
18世纪初叶，经典水动力学有迅速的发展，欧拉 和丹尼尔•伯努利是这一领域中杰出的先驱者。
18世纪末和整个19世纪，形成了两个相互独立的 研究方向：一是运用数学分析的理论流体动力学； 一是依靠实验的应用水力学。开尔文、瑞利、斯托 克斯、兰姆等人的工作使理论水平达到相当的高度， 而谢才、达西、巴赞、弗朗西斯、曼宁等人则在应 用水力学方面进行了大量的实验研究，提出了各种 实用的经验公式。
20世纪，水力学的发展更加成熟，已能解决许多 工程问题。
高浓度泥沙河流的治理；高水头水力发电的开发； 输油干管的敷设；采油平台的建造；河流湖泊海港 污染的防治等。
水力学的研究方向不断发展，从定床水力学转向动 床水力学 ；从单向流动到多相流动；从牛顿流体规 律到非牛顿流体规律；从流速分布到温度和污染物 浓度分布；从一般水流到产生渗气、气蚀，引起振 动的高速水流。
雷诺（O.Reynolds，1842－ 1912）。英国力学家、物理学家 和工程师。1867年毕业于剑桥大 学王后学院。1868年出任曼彻斯 特欧文学院的首席工程学教授。 1877年当选为皇家学会会员。 1888年获皇家勋章。
雷诺于1883年发表了一篇经典性论文——《决定 水流为直线或曲线运动的条件以及在平行水槽中 的阻力定律的探讨》。这篇文章以实验结果说明 水流分为层流与紊流两种形态，并提出以无量纲 数Re（后称为雷诺数）作为判别两种流态的标准。
水力学作为学科而诞生始于水静力学。
公元前400余年，中国墨翟在《墨经》中，已 有了浮力与排液体积之间关系的设想；公元前 250年，阿基米德在《论浮体》中，阐明了浮体 和潜体的有效重力计算方法。
1586年德国数学家斯蒂文提出水静力学方程。 十七世纪中叶，法国帕斯卡提出液压等值传递 的帕斯卡原理。
水动力学的发展是与水利工程兴建相联系。
1.1 水力学的研究内容与研究方法
水力学是研究液体机械运动规律及其实际应用 的一门科学, 研究的对象主要是水。
水力学与力学、物理学、数学是交叉学科，是 力学的一个分支。
基本概念：
液体（介质）——具有物理、力学性质。 机械运动——力的作用才能产生机械运动 （外力作用下的机械运动对微观运动的研究） 即不研究液体内部的分子运动。 规律——用数学分析方法来研究。
以电子计算机应用为主要手段的计算水力学也得到 了相应的发展。水力学作为一门以实用为目的的学 科将逐渐与流体力学合流。
莱昂哈德•欧拉（Leonhard Euler，1707年4月15日～ 1783年9月18日）是瑞士数学 家和物理学家。他被称为历史 上最伟大的两位数学家之一 。
欧拉是流体力学的奠基者，他认为质点动力 学微分方程可以应用于液体（1750）。他发现 描述流体的运动的方法，即根据空间固定点描 述流体速度场。称为欧拉法。欧拉奠定了理想 流体的理论基础，给出了反映质量守恒的连续 方程（1752）和反映动量变化规律的流体动力 学方程。
（ Joseph-Louis Lagrange 17361813）法国著名数学家、物理 学家。他在数学、力学和天文 学三个学科领域中都有历史性 的贡献，其中尤以数学方面的 成就最为突出。
拉格朗日科学研究所涉及的领域极其广泛。他在数 学上最突出的贡献是使数学分析与几何与力学脱 离开来，使数学的独立性更为清楚，从此数学不 再仅仅是其他学科的工具。
水力学
教学内容
第一章 绪论 第二章 水静力学 第三章 水动力学基础 第四章 水头损失 第五章 有压管道的恒定流动 第六章 明渠均匀流 第七章 堰流
第一章 绪论
1.1 水力学的研究内容与研究方法
水力学是研究液体机械运动规律及其实际应用 的一门科学, 研究的对象主要是水。
水力学与力学、物理学、数学是交叉学科，是 力学的一个分支。
水动力学的发展是与水利工程兴建相联系。
19世纪末，实验与数学分析相结合，理论成果有 雷诺理论及实验研究；雷诺的因次分析；弗劳德的 船舶模型实验；空气动力学的迅速发展。20世纪初 的重要突破是普朗特的边界层理论，它把无粘性理 论和粘性理论在边界层概念的基础上联系起来。
水动力学的发展是与水利工程兴建相联系。
（ Joseph-Louis Lagrange 17361813）法国著名数学家、物理 学家。他在数学、力学和天文 学三个学科领域中都有历史性 的贡献，其中尤以数学方面的 成就最为突出。
关于月球运动、行星运动、轨道计算、两个不动 中心问题、流体力学等方面的成果，在使天文学 力学化、力学分析化上，也起到了历史性的作用， 促进了力学和天体力学的进一步发展，成为这些 领域的开创性或奠基性研究。拉格朗日对流体运 动的理论也有重要贡献，提出了描述流体运动的 拉格朗日方法。
雷诺（O.Reynolds，1842－ 1912）。英国力学家、物理学家 和工程师。1867年毕业于剑桥大 学王后学院。1868年出任曼彻斯 特欧文学院的首席工程学教授。 1877年当选为皇家学会会员。 1888年获皇家勋章。
雷诺1895年在湍流中引入有关应力些论文研究的内容包括力学、热力学、电学、 航空学、蒸汽机特性等。他的成果曾汇编成《雷 诺力学和物理学课题论文集》两卷。