科目代码、名称:855 水力学(Ⅰ)

专业类别：√□学术型 □专业学位

适用专业:土木工程

一、基本内容

(一)绪论

1、流体与固体的区别，液体与气体的区别;

2、液体的主要物理性质(粘滞性、牛顿内摩擦定律、牛顿流体、非牛顿流体、压缩性、表面张力等);

3、连续介质、理想液体的概念;质量力与表面力。

(二)水静力学

1、静水压强及其特性;

2、液体的平衡微分方程;

3、重力作用下静水压强基本公式;

4、几种质量力同时作用下的液体平衡;

5、压强的几种表示法;

6、作用于平面上、曲面上的静水总压力;

7、作用于物体上的静水总压力;

8、潜体与浮体的平衡及其稳定性。

(三)水动力学基础

1、描述液体运动的两种方法;

2、液体运动的基本概念(恒定流与非恒定流;迹线与流线;流管、元流(微小流束)及总流;过水断面，流量与断面平均流速;有压流与无压流或管流与明渠水流;一元流、二元流及三元流;均匀流与非均匀流;渐变流与急变流等);

3、恒定总流的连续性方程、能量方程、动量方程及其应用;

4、量纲分析及π定理。

(四)水头损失与液流型态

1、沿程水头损失与局部水头损失;雷诺试验——层流与紊流;

2、均匀流基本方程;达西-魏斯巴赫(Darcy-Weisbach)公式;

3、紊流基本特征(运动要素脉动、附加切应力、普朗特混合长度理论、粘性底层、水力光滑面、水力粗糙面、紊流流速分布等)。

(五)有压管道恒定流动

1、长管与短管的概念;

2、短管水力计算(自由出流、淹没出流);

3、长管水力计算(简单管道、串联管道、并联管道、沿程均匀泄流管道、分叉管道)。

(六)孔口出流与管嘴出流

1、孔口出流与管嘴出流的基本概念;

2、孔口与管嘴恒定出流的计算。

(七)明渠恒定均匀流

1、明渠的类型及其对水流运动的影响;

2、明渠均匀流的特性及其产生条件;

3、明渠均匀流的计算公式;

4、水力最佳断面与允许流速;

5、明渠均匀流的水力计算;

6、无压圆管均匀流的水力计算;

7、非均质断面及复式断面明渠的水力计算。

(八)明渠恒定非均匀流

1、明渠水流的型态;

2、断面比能与临界水深;

3、临界底坡、缓坡与陡坡;

4、明渠恒定非均匀渐变流的基本微分方程及棱柱体明渠水面线分析;

5、明渠急变流(水跃现象、水跃方程、共轭水深计算、水跃长度计算、跌水)。

(九)堰流

1、堰流类型与计算公式;

2、薄壁堰流水力计算;

3、宽顶堰流水力计算。

(十)渗流

1、渗流的基本概念;

2、渗流的基本定律---达西定律;

3、地下河槽中恒定均匀渗流和非均匀渐变渗流;

4、棱柱体地下河槽中恒定渐变渗流的浸润曲线;

5、普通井及井群的计算;

6、渗流场的基本微分方程及其解法。

二、考试要求(包括考试时间、总分、考试方式、题型、分数比例等)

考试时间：3小时;

总分：150分;

考试方式：闭卷笔试;

题型及分数比例：名词解释占50分、简答题占60分、分析计算题占40分。

三、主要参考书目

吴持恭主编，水力学(上、下册)，第四版，高等教育出版社，2008