0-水力学机械水动力学-讲课提纲
《水力学》课程教学大纲
《水力学》课程教学大纲（参考学时60）１、课程性质水力学是水务管理专业的一门主要的专业基础课程２、课程目的水力学课程的主要任务是使学生掌握液体运动的一般规律和有关的基本概念、基本理论，学会必要的分析计算方法和一定的实验操作技术，为学习专业课程，从事专业技术工作，进行科学研究打下必要的坚实基础。
３、与其它课程的联系与分工学生学习水力学以前必须学完高等数学、工程力学等课程。
这样，对于有关内容，如微分、积分、矢量、偏导数、泰勒公式、微分方程、液体的物理特性、动能定律、动量定律具有一定的基础，在水力学中主要是运用这些知识，不必详细讲解。
水力学的后续课程是节水技术、水利工程概论、水文学原理等，本课程只讲述各种典型情况下的水流现象及必需的水力学计算方法。
４、课程内容（１）基本内容第一章、绪论水力学的任务及其历史的发展，液体的连续介质模型，液体的主要物理性质，作用在液体上的力。
第二章、水静力学静水压强及其特性，质量力为重力的静水压强基本方程，静水压强的量测，作用于平面上的静水总压力，作用于曲面上的静水总压力。
第三章、液体运动的基本原理水流运动的基本概念，液体运动分类，恒定流连续性方程，恒定流沿流束的能量方程，实际液体恒定总流的能量方程，实际液体恒定总流动量方程。
第四章、水流阻力与水头损失阻力和能量损失问题概述，沿程阻力与局部阻力，沿程水头损失与切应力的关系，液体内部的运动形态──层流，紊流，紊流运动要素的脉动及附加切应力，层流流速分布及阻力系数，紊流流速分布及阻力系数，实际明渠与管道中沿程水头损失与阻力系数的实例及实验。
第五章、孔口、管嘴出流和有压管路液体薄壁孔口的恒定出流，液体经管嘴的恒定出流，短管的水力计算，长管的水力计算，管网的水力计算基础，直接水击和间接水击的压强计算。
第六章、明渠恒定均匀流明渠水流，水利工程中的明渠均匀流问题，明渠边壁几何特性和水力特性，明渠水流特性及产生均匀流的条件，明渠均匀流的水力计算，明渠水力最佳断面，复式断面明渠均匀流水力计算。
水力学水动力学基础PPT课件
设
hl’
为
单
位z1
p1
重量g液
体2u1g2由过z水2 断p面g2
1
-2u1g22运动hl至'
2
-
2
的
机
械
能
损失，
u12hΒιβλιοθήκη '或元流
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水
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p1
g
，
实
际
液
体
元
流
伯
努
利
方
程
可u为22
2g p
2
g
z1
z2
第21页/共39页
3.5.5 实际液体总流的伯努利方程
总流是元流的集合，不同的元流存在着不同的运 动状
z
p
u2
c
沿元流机械能守恒，故又称能量方程。
g 2g
沿元流各点总水头相等，总水头线水平。
第19页/共39页
毕托管（Pitot tube）与流速水头
1730年法国工程师毕托用一根前端弯成直角的玻 璃管
测 量弯塞管前纳端河迎水向来的流流，水速 。
h
深H，入口前取A点，入口 后取B点，水流进入弯管后 上升至 h 。
流动参数（如流速）是三个空间坐标的函数，流动是 三元的。其他依此类推。
第4页/共39页
（3）流线 为形象地描述流动，特引入流线的概念。 流线（stream line）—流场中的空间曲线，在同
一瞬时 线上各点的速度矢量u1 与之相切。 u2
u3
两流线不能相交或为折线，而是光滑曲线或直线。 某时段内，液体质点经过的轨迹称迹线（path line）。 迹线与流线是完全不同的两个概念。恒定流时，流线 与迹线重合。
水力学课件：3第三章 水动力学基础
第三章 水动力学基础
§4 恒定总流的能量方程
4 恒定总流的能量方程
恒定总流的能量方程
z1
p1
1V12
2g
z2
p2
2V22
2g
hw
1
Z1 1
0
Yangzhou Univ
V 2 总水头h线w
2g
测压管水头线
2
2 Z2
0
位压 流 置强 速 水水 水 头头 头
测总 压水 管头 水 头
H1 H 2hw
Yangzhou Univ
流线图
《水力学》
第三章 水动力学基础
§2 欧拉法的若干基本概念
2.2 过水断面 过水断面是指与水流运动方向成正交的横断面
过水断面的水力要素——影响水流运动的物理指标 例如：断面几何形状、过水断面面积、湿周和水力半径等
Yangzhou Univ
《水力学》
第三章 水动力学基础
2
水流总是从水头大处流 向水头小处；
水流总是从单位机械能大 处流向单位机械能小处
2
水力坡度Z2 J——单位长度流程上的水头损失
0
J dhw dH
dL dL
《水力学》
第三章 水动力学基础
§4 恒定总流的能量方程
4 恒定总流的能量方程
方程的应用条件：
z1
p1
1V12
2g
z2
p2
2V22
2g
hw
水流必需是恒定流；
在所选取的两个过水断面上，水流应符合渐变流的条件， 但所取的两个断面之间，水流可以不是渐变流；
流程中途没有能量H输入或输出。否则，修正方程式：
z1
p1
1V12
水力学课件：3第三章 水动力学基础
水流总是从水头大处流 向水头小处；
水流总是从单位机械能大 处流向单位机械能小处
2
水力坡度Z2 J——单位长度流程上的水头损失
0
J dhw dH
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《水力学》
第三章 水动力学基础
§4 恒定总流的能量方程
4 恒定总流的能量方程
方程的应用条件：
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1V12
2g
z2
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2V22
2g
单单 位位 位压 能能
单水 位头 动损 能失
单单 位位 势总 能机
械
E1 E能2hw
《水力学》
第三章 水动力学基础
§4 恒定总流的能量方程
4 恒定总流的能量方程
恒定总流的能量方程
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测压管水头线
全国水文水资源专业进修班
水力学
熊亚南
扬州大学水利与能源动力工程学院
Yangzhou Univ
《水力学》
第三章 水动力学基本原理
§1 描述液体运动的两种方法 §2 欧拉法的若干基本概念 §3 恒定总流的连续性方程 §4 恒定总流的能量方程 §5 能量方程式在水流量测方面的应用
Yangzhou Univ
第三章 水动力学基础
§4 恒定总流的能量方程
4 恒定总流的能量方程
恒定总流的能量方程
z1
p1
1V12
2g
z2
p2
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hw
水力学课件-水动力学
数值模拟技术的应用
随着计算机技术的不断发展，数值模拟在水力学领域的应 用将更加广泛，有助于更深入地理解流体运动的规律和特 性。
多学科交叉融合
水力学与多个学科密切相关，如物理学、化学、生物学等 ，未来水力学的研究将更加注重多学科交叉融合，以解决 复杂的水力学问题。
THANKS
感谢观看
水动力学的应用领域
水利工程
环境工程
水动力学在水利工程中广泛应用于水电站 设计、水库调度、堤防工程和河流整治等 领域。
水动力学在环境工程中涉及污水处理、水 体修复和环境监测等方面，水动力学在海洋工程中应用于船舶设计、 海洋能源开发、海底资源勘探和海上风电 等领域。
水力发电
水力发电是利用水流所蕴含的势能和动能转化为机械能，进一步转化为电能的过程。
水力发电站通常由水坝、水轮机和发电机组等组成，通过调节水库水位或水轮机转 轮转速来控制发电量。
水力发电具有可再生、清洁、能源稳定等优点，但也存在建设成本高、对生态环境 影响较大等缺点。
水利工程设计
水利工程是指为了控制和调配自 然水以达到防洪、灌溉、供水、
流体静力学的基本原理包括流体平衡 原理、帕斯卡原理和连通器原理等。
流体动力学基本方程
流体动力学基本概念
流体动力学是研究流体运动规律的科学。
流体动力学基本方程
流体动力学的基本方程包括质量守恒方程、动量守恒方程和能量守 恒方程等。
流体动力学方程的求解方法
流体动力学方程的求解方法有多种，如有限差分法、有限元法和谱 方法等。
水头损失
由于流体流动过程中受到阻力而产生的能 量损失。
流体流动的基本方程
包括质量守恒、动量守恒和能量守恒等基 本物理定律。
对未来的展望
水力学教学大纲
水力学教学大纲
一、课程概述
水力学是土木工程中的一门重要学科，主要研究水的运动规律
及其对各种工程结构和自然环境的影响。
本课程旨在通过系统地介
绍水力学的基本理论、计算方法和实践应用，培养学生在工程实践
中运用水力学理论进行分析和设计的能力。
二、教学目标
1. 理解水的运动规律及其在工程中的应用。
2. 熟悉水力学基本概念和影响水流的因素。
3. 能够应用水力学理论解决工程实际问题。
4. 培养学生分析和解决水力学问题的能力。
三、教学内容
1. 水力学基础知识
- 水流基本性质：流速、流量、压力等概念及其测量方法。
- 流动方程：连续性方程、动量方程和能量方程的推导和应用。
- 流动状态：定常流动和非定常流动的概念和分析方法。
2. 水力学实验室
- 水流测量实验：流量计测量、流速测量和压力测量实验。
- 进水和排水实验：水泵、水坝和排水管道等实验。
- 水力力学实验：水力学模型的设计、搭建和测试。
3. 水理计算方法
- 水流管道计算：水流压力和流量的计算方法。
- 水流阻力计算：临界流速、流态转变和水流阻力公式的应用。
- 水尺控制计算：水流调节和水位控制的计算方法。
4. 应用案例分析
- 水力工程案例：水电站、水坝和水渠工程的水力学问题分析。
- 自然界水力学现象：洪水、地下水流和波浪等自然界中的水
力学问题。
- 环境水力学：水资源利用和环境保护中的水力学应用。
四、教学方法。
【水力机械水动力学】0-水力学机械水动力学-讲课提纲
旗开得胜
水力学机械水动力学
（讲课提纲）
1研究流体力学问题的基本理论和方法
1.1流体力学发展简史
1.2基本理论和方法
1.3数值模拟方法
1.4流体机械内部流动的数值预报综述
1.5关于CFD流动分析计算软件
1.6数值模拟软件发展的趋势特征
1.7计算实例一：不可压缩平面势流
1.8计算实例二：两平行平板间非定常流动
2 流体湍流运动的数学模型
2.1雷诺平均方程
2.2湍流的数学模型及其评述
2.3湍流的高级模拟
2.4大涡模拟的二维形式
3 水轮机内部流动分析简介
1
旗开得胜3.1一维流动理论
3.2二维流动理论
3.3 准三维流动理论
3.4全三维流动理论
4 水轮机内流数值模拟及性能预估
4.1概述
4.2基本方程
4.3湍流模型
4.4离散方法及压力-速度耦合
4.5靠近固体壁面区的处理方法
4.6动静区域问题的处理
4.7边界条件定义
4.8网格划分
4.9数据后处理
4.10水轮机性能预估
4.11 CFD技术在水轮机优化设计中的应用
5弱可压缩流体理论及应用
2
旗开得胜5.1控制方程
5.2数值方法
5.3关于粘性流动的讨论
5.4应用情况简介
3。
水力学 教学大纲
水力学教学大纲一、课程概述水力学是研究水的运动规律以及水在各种工程和自然环境中的应用的学科。
本课程旨在向学生介绍水力学的基本理论和实际应用，使其掌握水流的基本原理和分析方法，以及了解水力学在工程中的应用。
二、教学目标1. 掌握水的基本性质和水流的运动规律；2. 理解水力学的基本原理，能够运用水力学理论分析和解决工程实际问题；3. 了解水力学在水利工程、水电站等领域的应用，并理解其在环境保护和可持续发展中的作用；4. 培养学生的分析和解决问题的能力，以及实验和实际操作的技能。
三、教学内容1. 水力学基本概念和基本性质1.1 水的物理性质1.2 水流的基本参数1.3 水力学的基本概念2. 水流的运动规律2.1 一维流动和二维流动2.2 流态的分类和流速分布2.3 麦克斯韦方程和纳维-斯托克斯方程2.4 水流动力学方程3. 水流的测量和实验3.1 水流参数的测量方法3.2 水流实验的基本原理3.3 实验室实践和水流模型试验4. 水力工程中的应用4.1 水力发电原理和技术4.2 水利工程的设计和施工4.3 水道工程和渠道设计4.4 堤坝工程和防洪措施5. 河流水动力学5.1 河流流态和河道形态5.2 河流水动力学模型5.3 河流治理和生态环境保护四、教学方法1. 理论讲解：通过教师讲解、课堂讨论等形式，提供水力学基本理论知识；2. 实验操作：组织学生进行水流实验和模型试验，加深对水力学原理的理解；3. 课外阅读：布置相关文献阅读和研究报告，拓展学生的知识面和思维深度；4. 工程实践：组织学生参与水利工程实践活动，提升学生的实际操作能力。
五、教学评价1. 学生课堂表现：包括课堂参与度、作业完成情况等；2. 实验和模型操作：对学生实验和模型试验的操作技能进行评价；3. 课程论文和报告：学生撰写的课程论文和研究报告的质量和深度；4. 期末考核：包括笔试、实验操作和课程设计等。
六、教材及参考资料主教材：《水力学导论》刘大恒著，北京大学出版社参考资料：1. 《水利水电工程概论》刘明宇著，清华大学出版社2. 《水利水电工程结构力学》王勇著，人民交通出版社3. 《流体力学》张春燕著，高等教育出版社七、课程设计学生需要设计一个小型水利工程项目，包括工程方案、设计图纸和技术报告，并进行口头答辩。
《水力学》课程教案大纲纲领
硕士研究生入学考试《水力学》考试纲领一、课程性质、目的与任务以及对先开课程要求水力学是水利类各专业必修的一门主要专业基础课。
水力学的任务是研究液体（主假如水）的均衡和机械运动的规律及其实质应用。
经过本课程的学习，使学生掌握水流运动的基本观点、基本理论与剖析方法，理解不一样水流的特色，学会常有水利工程中的水力计算，并具备初步的试验量测技术，为学习后续课程和专业技术工作打下基础。
二、教课要点及难点本课程教课要点：水静力学，水动力学理论基础，流动阻力与水头损失，有压管路，明渠均匀流，明渠非均匀流。
难点：液体的相对均衡，作用在平面、曲面上的力，实质液体的运动微分方程，恒定总流伯诺里方程，恒定总流动量方程，紊流沿程损失的剖析与计算，复杂长管的水力计算，管网的水力计算，无压圆管均匀流水力计算，断面单位能量、临界水深，恒定明渠流动的流动型态及鉴别标准，明渠非均匀渐变流微分方程，棱柱体渠道非均匀渐变流水面曲线的计算。
三、与其余课程的关系学习本课程应具备高等数学中相关微分、积分、简单微分方程等高等数学基础；还应具备理论力学、资料力学中相关静力学、动力学、应力与应变、面积矩等方面的工程力学基础。
后续课程为水资源管理、水工建筑物、水利工程施工与水电站。
四、教课内容、学时分派及基本要求第一章绪论基本要求：认识液体运动的基本规律及研究液体运动规律的一般方法，掌握液体的主要物理性质。
要点：.液体的主要物理性质难点：液体粘性产生原由及作用第一节水力学的任务及其发展概略1、水力学的任务2、水力学发展简史第二节液体的主要物理性质及其作用在液体上的力1、液体的质量和密度2、液体的重量和容重3、液体的粘滞性4、液体的压缩性5、液体的表面张力6、作用于液体上的力第三节液体的基本特色和连续介质1、液体的基本特色2、连续介质假定3、理想液体的观点第四节水力学的研究方法1、科学试验2、理论剖析3、数值计算第二章水静力学基本要求：掌握静水压强的特征，压强的表示方法及计量单位，掌握液体均衡微分方程与水静力学的基本方程，掌握液柱式测压仪的基来源理，能娴熟计算作用在平面、曲面上的静水总压力。
水力学课程教学大纲
《水力学》教学大纲课程代码：课程负责人：课程中文名称：水力学课程英文名称：Hydraulics课程类别：必修课程学分数：5学分课程学时数：72授课对象：水利水电工程专业、水文水资源专业、农田水利专业、港口与航道专业本课程的前导课程：高等数学理论力学材料力学一．教学目的和要求水力学是水利类各专业的一门重要技术基础课，是研究液体平衡和运动规律的一门学科。
教授本课程的目的是培养学生分析和解决水力学问题的能力，使学生通过学习，掌握液体平衡和运动的一般规律和有关的基本概念及基本理论，学会必要的对于水力学问题的分析和计算的方法，初步掌握水力学实验技术，初步掌握运用计算机技术解决水力学问题的能力，为学生学好后续课程，从事本专业的技术工作、科学研究和管理工作打好必要的水力学基础。
通过本课程的学习，学生应达到下列基本要求：1．牢固掌握和理解本课程所涉及的水力学基本概念；2．掌握本课程的基本理论及理解所描述的水力学问题；3．掌握本课程的基本方程及应用条件，并理解其物理意义；4．掌握水力学基本分析方法，并具有应用所学水力学知识理解工程技术问题的能力；5．具有独立地应用基本概念、基本理论与基本方程分析和求解从工程实际中简化出来的水力学问题的能力；6．掌握一定液流量测的方法和技能；7．具有一定上机计算有关水力学问题的能力。
二．课程内容与学时分配课程内容与学时分配表（一）课程内容第一章导论连续介质模型，液体的主要物理性质，可压缩液体和不可压缩液体，液体的粘滞性和牛顿内摩檫定律，*水的特殊物理性质。
理想液体与实际液体的概念，作用在液体上的力。
第二章水静力学静水压强及其特性，液体平衡方程及其积分，等压面，静水压强基本方程及其几何表示和能量意义，压强的表示方法和压强的量测，*几种质量力同时作用下的液体平衡，作用在平面和曲面上的静水总压力，*浮力及浮体的稳定。
第三章水动力学基础描述流动的两种方法，流场，流线，质点加速度，总流分析法，不可压缩液体的连续性微分方程，总流的连续性方程，理想液体的运动微分方程及其伯诺里积分，总流的能量方程及其几何表示和能量意义，总流能量方程的应用，空化和空蚀现象，总流的动量方程及其应用，*动量矩方程，液体微团运动的基本形式，有势流动和有涡流动，非恒定势流运动方程的积分，粘性液体的运动微分方程，*变密度流的运动方程和能量方程。
水力学第三章水动力学基础PPT课件
斯托克斯定理
总结词
描述流体在重力场中运动时，流速与密 度的关系。
VS
详细描述
斯托克斯定理指出，在不可压缩、理想流 体中，流体的流速与密度之间存在一定的 关系。具体来说，流速大的地方密度小， 流速小的地方密度大。这个定理对于理解 流体运动的基本规律和解决实际问题具有 重要的意义。
06 水动力学中的流动现象与 模拟
设计、预测和控制等领域。
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静水压强
静止液体内部压强的分布规律。
液柱压力计
利用静止液体的压强测量压力的方法。
帕斯卡原理
静止液体中任意封闭曲面所受外力之和为零。
浮力原理
浸没在液体中的物体受到一个向上的浮力， 其大小等于物体所排液体的重量。
03 水流运动的基本方程
连续性方程
总结词
描述水流在流场中连续分布的特性
详细描述
连续性方程是水力学中的基本方程之一，它表达了单位时间内流场中某一流体 的质量守恒原理。对于不可压缩流体，连续性方程可以简化为：单位时间内流 出的流量等于该时间内流体的减少量。
湍流
水流呈现不规则状态，流线曲折、交 叉甚至断裂，流速沿程变化大，有强 烈的脉动现象。
均匀流与非均匀流
均匀流
水流在同一条流线上，速度和方向保持一致，过水断面形状和尺寸沿程保持不变 。
非均匀流
水流在同一条流线上，速度和方向发生变化，过水断面形状和尺寸沿程也发生变 化。
一维、二维和三维流动
一维流动
水流只具有一个方向的流动，如 管道中的水流。一维流动的研究 可以通过建立一维数学模型进行。
水力学第三章水动力学基础ppt课 件
目 录
水动力学基础讲课文档
第三十一页，共72页。
理想液体恒定元流的能量方程
元流能量方程的推导：
1)如图：设流线长度为ds；过水断面为dω； 进口断面压力为P1=pdω； 出口断面压力为P2 =(p+dp)dω； 作用在元流段的重力为dG=γdωds 切力为零
水动力学基础
第一页，共72页。
1.水动力学的任务：研究液体机械运动的基本规律及其工
程应用。 2.水动力学的三大基本方程：连续性方程、能量方程
(Bernoulli)、动量方程 3.描述液体运动的两种方法：Euler L./ Lagrange J.L.
4.运动要素：表征液体运动状态的主要物理量，如流速、 加速度、动水压强等。 5.恒定流/非恒定流：运动要素是否随时间变化
物理意义：
z p u2 常数
2g
z ：单位重量液体具有的位能（重力势能）
p ：单位重量液体具有的压能（压强势能）
u 2 ：单位重量液体具有的动能
2g
z p ：单位重量液体具有的势能
p u2 z
：单位重量液体具有的机械能
2g
第三十五页，共72页。
几何意义：
z p u2 常数
——对理想液体和实际液体都适用
5) 有源汇情况下的恒定总流的连续性方程(图3-11)
Q1+Q3 = Q2
第二十六页，共72页。
Q1 - Q3 = Q2
例3-1
直径d=100mm的输水管中有一变截面管 段(fig. 3-12)，如测得管内流量Q=10(l/s), 变截面管段最小截面处的断面平均流速 v0=20.3 m/s,求输水管的断面平均流速v及 最小截面处的直径d0.
《水力学》课程教学大纲.
《水力学》课程教学大纲（参考学时60）１、课程性质水力学是水务管理专业的一门主要的专业基础课程２、课程目的水力学课程的主要任务是使学生掌握液体运动的一般规律和有关的基本概念、基本理论，学会必要的分析计算方法和一定的实验操作技术，为学习专业课程，从事专业技术工作，进行科学研究打下必要的坚实基础。
３、与其它课程的联系与分工学生学习水力学以前必须学完高等数学、工程力学等课程。
这样，对于有关内容，如微分、积分、矢量、偏导数、泰勒公式、微分方程、液体的物理特性、动能定律、动量定律具有一定的基础，在水力学中主要是运用这些知识，不必详细讲解。
水力学的后续课程是节水技术、水利工程概论、水文学原理等，本课程只讲述各种典型情况下的水流现象及必需的水力学计算方法。
４、课程内容（１）基本内容第一章、绪论水力学的任务及其历史的发展，液体的连续介质模型，液体的主要物理性质，作用在液体上的力。
第二章、水静力学静水压强及其特性，质量力为重力的静水压强基本方程，静水压强的量测，作用于平面上的静水总压力，作用于曲面上的静水总压力。
第三章、液体运动的基本原理水流运动的基本概念，液体运动分类，恒定流连续性方程，恒定流沿流束的能量方程，实际液体恒定总流的能量方程，实际液体恒定总流动量方程。
第四章、水流阻力与水头损失阻力和能量损失问题概述，沿程阻力与局部阻力，沿程水头损失与切应力的关系，液体内部的运动形态──层流，紊流，紊流运动要素的脉动及附加切应力，层流流速分布及阻力系数，紊流流速分布及阻力系数，实际明渠与管道中沿程水头损失与阻力系数的实例及实验。
第五章、孔口、管嘴出流和有压管路液体薄壁孔口的恒定出流，液体经管嘴的恒定出流，短管的水力计算，长管的水力计算，管网的水力计算基础，直接水击和间接水击的压强计算。
第六章、明渠恒定均匀流明渠水流，水利工程中的明渠均匀流问题，明渠边壁几何特性和水力特性，明渠水流特性及产生均匀流的条件，明渠均匀流的水力计算，明渠水力最佳断面，复式断面明渠均匀流水力计算。
水动力学基础课件
p
α z z dz
(z
p g
)2
C2
O
3-2 研究液体运动的若干基本概念
5 均匀流、非均匀流
证明: 如图，取微分柱体
下端动水压力为
pdA
2 上端动水压力为
(pdp)dA
内摩擦力及侧面动水压力投影为零
柱体自重沿n方向的投影为
dG ca o sgdc Aa o d sg ndA
n方向无加速度故有
3-2 研究液体运动的若干基本概念
8 有压流、无压流:
根据运动2液体是否有自由液面来区分的。有自由液面称无压流,
否则称有压流。 层流、紊流；急流、缓流、临界流等后面介绍。
3-3 恒定总流的连续性方程
1 恒定元流的连续性方程
液流的连续性方程是质量守恒定律的一种特殊方式。取恒定流中微小流束, 因液体 为
不变。2）．同一流线上不同点的流速应相等，从而各过水断面上
的流速分布相同，断面平均流速相等。3）．过水断面上的动水压
强分布规律与静水压强分布规律相同，即在同一过水断面上各点测
压管水头为一常数。
z p c
g
3-2 研究液体运动的若干基本概念
5 均匀流、非均匀流
2
p (z g )1 C1
O
p+dp dA
Q A ud A A v d vA A A v A
v Q A
3-2 研究液体运动的若干基本概念
5 均匀流、非均匀流
均匀流: 当水流的流线为相互平行的直线时，该水流称为均匀流。
均匀流与恒定流是二个不同的概念。恒定流时，当地加速度为零，
均匀流时，2迁移加速度为零。
均匀流特性: 1）．过水断面为平面，且过水断面的形状和尺寸沿程
水力学系统讲义课件第三章水动力学基础
ux t
ux
ux x
uy
ux y
uz
ux z
ay
uy t
ux
uy x
uy
uy y
uz
uy z
az
uz t
ux
uz x
uy
uz y
uz
uz z
4
a du du(x, y, z,t) u u dx u dy u dz
z p C
g
中，各项都为长度量纲。
位置势能（位能）： Z 位置水头（水头） ： Z
pA /
pB /
压强势能（压能）： p
测压管高度(压强水头) ： g
zA
O
zB
O
单测位压势管能水：头：z
p
g
35
恒定总流的能量方程
理想液体恒定微小流束能量方程推导
动能定理：某物体在运动过程中动能的改变等于其在同 一时间内所有外力所做的功。
解：ax
ux t
ux
ux x
uy
ux y
4y 6x 4y 6xt 6t 6y 9xt 4t
4y 6x 1 6t2 6t2
将t 2, x 2, y 4代入得，ax 4m / s2 同理可得， ay (6 y 9x) (4 y 6x)9t 2 (6 y 9t)6t 2
Q A
49 60
umax
24
（2）过流断面上，速度等于平均流速的点距管壁的距离。
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水力学课程教学大纲
水力学课程教学大纲课程编号：14 课程名称：水力学（Hydraulics）学分：4.5 学时：72教学对象：水利水电工程、农业水利工程、设施农业科学与工程、港口与航道工程、水文水资源工程、环境工程、给水排水工程本科先修课程：高等数学、大学物理、理论力学课程性质、作用、教学目标水力学是水利类各专业的一门主要技术基础课。
通过本课程的学习，使学生掌握液体运动的一般规律和有关的基本概念与基本理论，学会必要的分析计算方法和一定的实验技术，为专业课的学习、解决工程中水力学问题、获取新知识和进行科学研究打下必要的基础。
加强学生能力的培养。
教学中要注意处理好掌握知识和培养能力两者之间的辨证关系。
建议从以下几方面加强对学生能力的培养：课堂教学应贯彻启发式，互动式。
着重讲清基本概念、基本理论、分析问题的思路和方法，并配以适当讨论，逐步培养学生具有分析问题和解决问题的能力。
指导学生阅读参考书、文献和资料，培养学生自学获取知识的能力。
重视实验环节，要求学生独立操作，并分析实验成果，以培养学生的动手能力和从事科学实验研究的能力。
精选具有一定数量的习题，建议不少于120题。
充分利用现代化的教学手段，如多媒体课件、网络课件等进行教学。
为学生创造应用计算机进行水力学问题计算的条件，以培养学生使用现代计算工具解决问题的能力。
本课程教学内容和基本要求（一）教学内容1．水力学的基本理论主要内容包括：水力学的定义和任务，液体的主要物理性质，水静力学，液体运动的基本原理和基本理论，液体总流的基本原理，液体三元运动的基本原理，液体的层流运动和紊流运动，水流阻力和水头损失。
2．水力学的应用主要内容包括：有压管道水流，明渠恒定均匀流，明渠恒定非均匀流，堰流与闸孔出流，泄水建筑物下游的水流衔接和消能，渗流，水力模型试验基本原理（二）学生学习本课程应达到的基本要求1．有一定的理论基础主要包括：（1）正确区分流动类型，流动形态和局部流动现象，并了解它们的联系，明确发生这些现象的场合及相互转化的条件。
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水力学机械水动力学
（讲课提纲）
1研究流体力学问题的基本理论和方法
1.1流体力学发展简史
1.2基本理论和方法
13数值模拟方法
1.4流体机械内部流动的数值预报综述
1・5关于CFD流动分析计算软件
1.6数值模拟软件发展的趋势特征
1.7计算实例_ :不可压缩平面势流
1.8计算实例二:两平行平板间非定常流动2流体湍流运动的数学模型
2.1雷诺平均方程
2.2湍流的数学模型及其评述
2.3湍流的高级模拟
2.4大涡模拟的二维形式
3水轮机内部流动分析简介
3.1 一维流动理论
3.2二维流动理论
3.3准三维流动理论
3・4全三维流动理论
4水轮机内流数值模拟及性能预估4 J概谜
4.2基本方程
4.3端流模型
4・4离散方法及压力■速度耦合4.5靠近固体壁面区的处理方法4.6动静区域问题的处理
4.7边界条件定义
4.8网格划分
4.9数据后处理
4.10水轮机性能预估
4.11 CFD技术在水轮机优化设计中的应用5弱可压缩流体理论及应用
5.1控制方程
5.2数值方法
5.3关于粘性流动的讨论
5・4应用情况简介。