1、知識點第0章緒論1. 連續介質2. 實際流體模型由質點組成的連續體，具有：易流動性、粘滯性、不可壓縮性、不計表面張力的性質3. 粘滯性：牛頓內摩擦定律dy4. 理想流體模型：不考慮粘滯性。5作用在液體上的力：質量力、表面力第1章 水靜力學1. 靜壓強的特性(1) 垂直指向受壓面。(2) 在同一點各方向的靜壓強大小與受壓面方位無關2. 等壓面：等壓面是水平面的條件3. 水靜力學基本方程p,zC p Po ghg2. 基本概念位置水頭、壓強水頭、測壓管水頭 、絕對壓強、相對壓強、真空壓強3. 靜壓強分布圖5. 點壓強的計算利用：等壓面、靜壓強基本方程。解題思路：找等壓面 找已知點壓強 利用靜壓強基

2、本方程推求。6作用在平面上的靜水總壓力圖解法：P b解析法：Pghc Ay yI-c7.作用在曲面上的靜水總壓力ycA關鍵：壓力體畫法以曲面為底面，向自由液面（自由液面延長面）投影，曲面、鉛錘面、 自由液面所包圍的水體為壓力體。壓力體與水在同一側為實壓力體，鉛錘分力 方向向下。反之，為虛壓力體，鉛錘分力方向向上。例1.流體內部某點存在真空，是指（）（a）該點的絕對壓強為正值（b）該點的相對壓強為正值（c ）該點的絕對壓強為負值（d）該點的相對壓強為負值2. 流體內部某點壓強為2個大氣壓，用液柱高度為（）a） 10米水柱 b） 22米水柱 c）20米水柱 d）25米水柱3. 無論流體作何種運動，

3、流體內任何一個水平面都是等壓面。（）第2章液體運動的流束理論1. 描述流體運動的兩種方法：拉格朗日（Lagrange）法、歐拉（Euler）法2. 基本概念跡線和流線、流管、元流、總流和過水斷面、流量和斷面平均流速、一元流、 二元流和三元流、恒定流與非恒定流、均勻流與非均勻流；漸變流、急變流3.不可壓縮均質流體連續性方程UxUyUzx y z 0xyz4. 恒定總流連續方程：A1v1A2v25. 理想流體元流的能量方程2zPi Uiz1g 2gZ2P2g2U22g6.實際流體元流的能量方程22z PiUizi亠Z2P1U2h'hwg 2gg2g7.實際流體恒定總流能量方程ZiPi2 i

4、ViZ222V2hwi 2g2gg2g22ZlPiiVi2gHZ2P2_-22hwi 2gg2g能量方程應用注意事項（三選）（1）基準面：（可任選，以方便為原則）（2）過流斷面：（必須是均勻流或漸變流斷面，中間可為急變流）（3）計算點：（可任選，以方便為原則）8. 恒定總流動量方程 Q(2 V2iVi)分量形:式：Q(2V2xiv2x)F xQ(2V2yiV2y)FyQ(2 V2ziV2z)Fz9. 動量方程應用注意事項（1）選擇脫離體（控制面）（2）建立坐標系（3）全面分析外力（4）動量方程為矢量式，流速、力均有方向。（5）方程左邊為所取流段的動量的變化率，一定是流出的動量減去流入的動量。1

5、0. 三大方程聯合應用11. 定理對于任一物理過程，存在有 n個物理量，總可以寫成函數f©,q2,q3 qj 0若選擇其中m個物理量作為基本量，（流體力學中一般m 3，一個幾何量, 一個運動量，一個動力量），其他的物理量可以用這 3個基本量表示，寫為無量 綱的 式，共寫出（n 3）個有效 式,4qi q2 q3此物理過程可寫為：F（ 4，5 6.n） 0 通過量綱和諧原理建立其物理量之間的關系，此乃定理。例.1.在水箱上接出一條等直徑圓管，末端設有閥門已控制流量，若水箱內水面不隨時間變化、當閥門開度一定時，管中水流為（）（a）恒定均勻流 （b）恒定非均勻流（c）非恒定均勻流（d ）非

6、恒定非均勻流2恒定流一定是均勻流。（） 3.在恒定流情況下，流線與跡線重合第3章液流型態與水頭損失1. 液體流動的兩種型態層流：流體質點互不摻混，做有條不紊的規則運動。紊流：流體質點互相摻混，形成渦體，做雜亂無章的運動1.流態的判別一雷諾數管流：Re VdD vR非圓管或明渠水流：Re 2. 水頭損失2000Rec 500達西公式：hfl v2d 2g3.均勻流基本公式固體邊界：° gRJ流體內部:gR'J4. 圓管過水斷面上切應力的分布r0 ro2.圓管中的層流運動du切應力:dy斷面流速分布:r2)最大流速：（管軸線上）UmaxgJ42r。斷面平均流速:gJ82ro1ma

7、x2hf64 l v2Re d 3ghfl v2Red 3g6.紊流的特征紊流中運動要素的脈動瞬時流速：匕UxUx時均流速：UxiT Ux(t)dtUxUx脈動流速：uXUxUx7.紊流附加切應力du1 2dy8.紊流流速分布1 , uv Iny c對數曲線分布，流速分布均勻化了。此即1.0 ,1.0的原因。9.粘流底層受粘滯力作用，有一極薄層流體附在管壁上不流動；在靠近固體邊界附近的液層做層流運動，稱之為粘性底層。粘性底層的厚度用表示。粘性底層的厚度不是一成不變的，與直徑、雷諾數、粗糙度有關。10.紊流分區絕對粗糙度K粘性底層紊流流核（1）水力光滑區K0.4（2）過渡粗糙區0.4K6（3）粗

8、糙區（阻力平方區）K6()11. 尼古拉茲實驗I 區，Re<230Q 層流區 入=f (Re),II區，Re=23004000層流到紊流過渡區入=f (Re,K/d)III區，105<Re>4000紊流水力光滑 區 入=f (Re).IV區，過渡粗糙區,入=f （Re、K/d）.V區，粗糙管，入=f (K/d).'阻力平方區'12.局部損失計算公式：hj2v2g突然放大局部損失計算公式的推導。hj (1Ay：2A 2g2V112g1 (1A1 )2A2)hj (A21)2v2A 7 2g2V22(AL2 ( A1)22gA1等直徑圓管中紊流的過流斷面流荒速分布

9、是（）（a）呈拋物線分布（b）呈對數線分布（c）呈橢圓曲線分布（d）呈雙線分布2. 壁面粗糙的管道一定是水力粗糙管。（）3. 在進行水力計算時，短管是指管道幾何長度較短的管道。（），說明4臨界雷諾數的大小僅與流體的流速有關，與流體的性質無關。（5. 圓管中層流與紊流，其斷面流速分布有什么不同？試根據尼古拉茲試驗紊流各區沿程阻力系數與Re和K d的關系？7.層流與紊流的內部切應力有何不同？第4章有壓管中的恒定流1. 孔口分類：（1）大孔口與小孔口（大孔口 H 10 ;小孔口 10）dd（2）薄壁孔口與厚壁孔口（3）自由出流與淹沒出流（4）恒定出流與非恒定出流2. 薄壁小孔口恒定出流流量公式：QA

10、_2gH03.管嘴出流9qv3£0p t丄Cd1| f=（3-4）d|流量公式：Qn A、'2gHo1.32Pc收縮斷面壓強：0.75H。Q A,2gH3總水頭線與測壓管水頭線的畫法。（1）總水頭線測壓管水頭線。規律：（1）總水頭線沿程總是下降的。（2） 測壓管水頭線總是在總水頭線的下方。（反之）（3）測壓管水頭線沿程可升可降。總水頭線與測壓管水頭線重合，為折線。6.長管的水力計算（1）簡單管路計算公式：H hfl v28g l Q2d 2gc2 4R 2gA2Qla2c2r令 K ACR流量模數H hfglK2粗糙區（v 1.2m/s）:hf卑lK2水力光滑區或紊流過渡區1

11、.2m/s)Hhfq22還可表示為：H hfl v22gl 16Q2 d 2g 2d48 2 p?lQ8s 令:g 2d5 (比阻)粗糙區（v 1.2m/s）: HhfSIQ2水力光滑區或紊流過渡區（v1.2m/s)H hfkSIQ2k 修正系數（2）串聯管路計算原則：（1）S hQi1Qi2K2li(2)QiqiQi 1（節點流量）（3）并聯管路計算原則：( 1) hf hf1 hf 2 hf3 n(2)Qi 0 (節點流量)i1例： 1. 總水頭線與測壓管水頭線的基本規律之一，是： ( )(a)總水頭線總是沿程升高。(b)總水頭線總是在測壓管水頭線的上方。(c)測壓管水頭線沿程升高。(d)

12、測壓管水頭線總是沿程下降的。2. 外延管嘴的正常工作條件是()( a) 管長等于 3-4 倍的管徑(b) 作用水頭小于9米水柱(c) 管長lv(3-4)d，作用水頭大于9米水柱(b) 管長 l=(3-4)d ，作用水頭小于 9 米水柱第 5 章 明渠恒定均勻流1. 明渠的分類：( 1)按渠身形式分類：棱柱形渠道 非棱柱形渠道( 2)按底坡分類： 順坡渠道 i 0 ；逆坡渠道 i 0；平坡渠道 i 0(3)按渠道斷面分類：梯形渠道、矩形渠道、復式斷面渠道流動形態：明渠恒定流、明渠非恒定流、明渠均勻流、明渠非均勻流 明渠非均勻流又分為：急變流與漸變流2. 明渠均勻流的水力特征：( 1)底坡線、水面

13、線、總水頭線，三線平行。i JP J( 2)水深、過流斷面的形狀、尺寸；斷面平均流速及流速分布沿程不變( 3)水體重力沿水流方向的分力等于固體邊界對水流的摩阻力。3. 明渠均勻流動的形成條件 恒定流渠道為長、直棱柱型渠道 i和n沿程不變 順坡渠道i > 04、明渠均勻流的基本公式v cJRi Q ACRiQ K x iK ACpR流量模數1 v1謝齊系數：C -R 6 （曼寧公式）C - Ry （巴氏公式）nn5、水力最優斷面定義：在過流斷面的面積、糙率、底坡一定前提下，通過流量最大的斷面 （形狀、尺寸）。對于梯形斷面渠道：h （bh）h 2（ .1 m2 m）矩形渠道：h b 26、明

14、渠均勻流水力計算的基本問題（1）校核已建渠道的輸水能力：Q K : i.Q2第7章 水躍1、明渠水流流動類型（2）判別標準:方干擾波波速弗勞德數臨界水深臨界底坡法c Jgh7廠rVhKiKFr/Vghm流態緩流v cFr 1.0h hKi iK臨界流v cFr 1.0h hKi iK急流v cFr 1.0hhki iKEsEsf(h)臨界流方程:Q2akBk(矩形渠道：hKqg)2.斷面單位能量(斷面比能)3. 跌水與水躍(1) 跌水現象緩坡接陡坡的渠道緩坡渠道末端有跌坎(2)水躍現象（1）水躍方程:Q2gAAy。f(h)II!(h) (h )（3）水躍的類型臨界式水躍hthII（b）淹沒式水

15、躍hthI!（c）遠驅式水躍ht h4臨界水深、臨界底坡、緩坡、陡坡 5.水面曲線的定性繪制（緩坡、陡坡）水面曲線變化基本規律（1）所有a型、C型曲線都是壅水曲線。（2）所有b型曲線都是降水曲線。（3）水面曲線具有不同的凹凸性。性繪制水面曲線的方法與原則（1） 根據已知底坡或水深，按均勻流條件，判斷急流、緩流，確定N-N線與K-K 線。（2）視底坡改變或水工建筑物的影響，分析水流加速，還是減速，判斷水面曲 線是壅水曲線還是降水曲線。水流受阻，水流減速運動，水深變大，為壅水曲 線，反之為降水曲線。（3）把底坡改變或水工建筑物的影響，視為干擾，確定對上游的影響。若上游 急流，這個干擾形成的波不向上

16、游傳播，上游水面為均勻流，水面線不變；若 為緩流，干擾波向上游傳播，上游水面曲線變化。（4）從急流到緩流出現水躍，從緩流到急流發生跌水。例：1.明渠水流，從急流過渡到緩流，發生跌水。 （）2. 明渠水流，從急流過渡到緩流，發生跌水跌。 （）3. 跌水的形成條件是（）2.堰流基本公式QmobV2gH0.5Q m0b2gH有側向收縮：Qmo2gH1.5淹沒出流：Qm。J2gH1.5寬頂堰：25 h 10.03、寬頂堰(1)寬頂堰自由出流(a)從急流過渡到急流(b)從急流過渡到緩流(c) 從緩流過渡到急流(d) 從緩流過渡到緩流1.堰流的分類薄壁堰:第8章堰流及閘孔出流§6(2)寬頂堰淹沒

17、出流水流特征：(1) 一次水面跌落，下游出現動能恢復(2)水流特征：(1) 二次水面跌落。(2)堰頂上水流為急流。堰頂上水流為緩流(3)寬頂堰淹沒過程及淹沒標準淹沒標準：(1)必要條件：hs 0(2)充分條件：hs 0.8H。第12章液體運動的流暢理論1.質點的速度、加速度UxUx(x, y,z)Uy速度：Uy(x, y,z)UzUz(x, y,z)質點加速度的表達式(歐拉法)UxUxUyUz -y zUxUxaxUx -tx2. 液體質點運動的基本形式3. 有旋流與無旋流流體質點（微團）旋轉變形表達式UzuyyxUxUzzxUyUxxy2（2（1（對于有旋流,對于無旋流（勢流）第14章恒定平面勢流的流速勢及流函數1勢函數和流函數UzUyyzUxUz對于無旋流，即zx（）（）式成立,UyUxxy是使Uxdx Uydy Uzdz成為某一函數 （x, y,z）的全微分的充分必要條件，即