水力学2复习资料(长理港航)
水力学（二）复习资料
第一部分：判断题
1、当水头H 降低，宽顶堰可能转化为实用堰。（ ）
2、堰流计算的特点是必须考虑局部水头损失j h 的影响。（ ）
3、堰流自由出流的能力小于淹没出流的能力。 （ ）
4、消能池深的设计流量大于消能池长的设计流量（ ）
5、均匀流一定是势流。 （ ）
6、做圆周运动的液体一定是有涡流。（ ）
7、对明渠非恒定流而言，当0??S
Q 时将产生涨水波。（ ） 8、平面势流中，某根流线各点的流速势函数值均相等。 （ ）
9、流网中每个网格的对角线应该正交。 （ ）
10、边界层外的液体应视为实际液体，边界层内的液体可视为理想液体。 （ ）
11、边界层内的液体型态只能是紊流 （ ）
12、确定底流式消能池深，应该采用最大流量来计算。（ ）
13、在其他情况相同的前提下，弧形闸门的过流能力强于平面闸门。 （ ）
14、理想液体的流动不一定是有势流动。 （ ）
15.只要下游水位不超过宽顶堰的堰顶，堰流就必然为自由出流。 （ ）
16.正坡地下河槽中的浸润线可存在于a 区或b 区。 （ ）
17.堰流水力计算时，水头损失必须同时考虑沿程与局部水头损失。 （ ）
18.只要是运动液体，则其任一点的动水压强各方向是不相等的。 （ ）
19.在远驱式水跃衔接的情况下，堰的过流能力按自由出流公式计算。 （ ）
20. 底流式消力池池深和池长的设计流量都采用最大流量。 （ ）
21.渗流系数及边界条件相同，作用水头不同，两者渗流流网相同。 （ ）
22.无旋运动必须满足y x u u x y
??=??。 （ ） 23.实际水深等于其相应的临界水深时的渗流，称为临界渗流。 （ ）
24.底流消能设计中，取最大流量作为设计流量时，消力池的深度也最大。 （ ）
25.堰顶厚度δ与堰上水头0H 之比0.67＜0H δ
＜2.5时的堰流为实用堰流 。 （ ）
26.有旋运动是指流动过程中液体微团有绕自身轴旋转的流动。（）
27.均匀流的流线是相互平行的直线，所以是无涡流。
28.流网存在的充分必要条件是恒定渗流。（）
29.达西定律中的流速是真实渗流的流速。
30、由于渗流模型中不存在孔隙介质，所以模型的渗流量大于实际渗流量。（）
31、平面势流的流函数是非调和函数。（）
32. 闸孔出流的过流能力与闸门的相对开启度无关。（）
33. 在自由出流的情况下，下游水位的变化不会影响堰的过流能力。（）
34. 闸孔出流与堰流的判别方法是用相对开启度来进行判别。（）
35. 只要是平面液流，都存在流函数。（）
36. 在落水的过程中，同一水位情况下，非恒定流的水面坡度比恒定流时小，因而其流量亦
小。（）
37. 渗流模型中,认为过水断面上各点渗流流速的大小都一样，任一点的渗流流速将与断面
平均流速相等。（）
38. 正坡地下河槽中的浸润线可存在于a区或b区。（）
39. 在考虑运用底流式消能时，泄水建筑物下游若发生淹没式水跃衔接，则不必修建消能设施。（）
40.液体边界层的厚度总是沿所绕物体的长度减少的。（）
41.在非恒定流情况下，过水断面上的水面坡度、流速、流量水位的最大值并不在同一时刻
出现。（）
42.边界层的脱离一般是从加速区开始发生的。（）
43.对于底流式消能池，池深与池长的设计流量不一定相等。（）
44.杜比公式表明：在渐变渗流中，过水断面上各点的渗流流速相等
并等于此断面平均流速。（）
45.满足连续方程的流动都是无旋流动。（）
46.无侧收缩和有侧收缩的实用堰，当水头、堰型和其它条件相同时，后者同的流量比前者大。（）
47.无涡流必然是层流。（）
48.在无坎宽顶堰的计算公式中没有侧收缩系数，是因为没有侧收缩影响。（）
49.区别薄壁堰、实用堰和宽顶堰，只取决于堰壁厚度δ。（）
50. 无旋运动必须满足y x u u x y
??=?? （ ） 51.底流式消力池池深和池长的设计流量都采用最大流量。 （ ）
52.无涡流是指流体质点在运动中不绕自身轴旋转的流动 。 （ ）
53. 渗流系数及边界条件相同，作用水头不同，两者渗流流网相同。 （ ）
54.底流式消能池中产生的水跃应为淹没系数为1.05～1.10的弱淹没水跃。 （ ）
55.底流消能设计中，取最大流量作为设计流量时，消力池的深度也最大。 （ ）
56.堰顶厚度δ与堰上水头0H 之比0.67＜0H δ
＜2.5时的堰流为实用堰流 。 （ ）
57.有旋运动是指流动过程中液体微团有绕自身轴旋转的流动。 （ ）
58.均匀流的流线是相互平行的直线，所以是无涡流。 （ ）
59. 流网存在的充分必要条件是恒定渗流。 （ ）
60、堰流的水头损失必须同时考虑沿程与局部水头损失。（ ）
61.渗流达西定律适用的条件是恒定均匀层流渗流，并且无渗透变形。( )
62.边界层内的液流型态只能是紊流。 （ ）
63、其它条件相同时，实用堰的流量系数大于宽顶堰的流量系数。 （ √ ）
64、区别薄壁堰、实用堰和宽顶堰，只取决于堰壁厚度δ。 （ ╳ ）
65、在渗流模型中，任意一微小过水断面的平均渗流流速u 应比该断面实际渗流的真实断面
平均流速u 小。 （ √ ）
66、流网存在的充分必要条件是恒定渗流。 （ ╳ ）
67、当下游水位高于薄壁堰顶时，一定是淹没出流。 （ √ ）
68、不可压缩液体连续性微分方程 只适用于恒定流。（ ╳ ）
69.液体边界层的厚度总是沿所绕物体的长度减少的。 （ ）
70.无坎宽顶堰的流量计算公式没有包括侧收缩系数，是因为没有侧收缩影响。（ ）
71.当堰上水头为2米，堰宽为0.6米时，该堰为实用堰。 （ ）
72.底流消能设计中，取最大流量作为设计流量时，消力池的长度也最大。 （ ）
73.无旋流就是无涡流。 （ ）
74.实际液体的流场中总是存在流函数和速度势函数。 （ ）
75. 无涡流是指流体质点在运动中不绕自身轴旋转的流动 。 （ ）
76.平面势流的流网是流线和等势线组成的正交网。 （ ）
77. 其它条件相同时，实用堰的流量系数大于宽顶堰的流量系数。 （ ）
78. 渗流模型中的阻力应与实际渗流相等。 （ ）
79.达西定律适用于所有的渗流。 （ ）
80.恒定流时没有时变加速度和位变加速度。 （ ）
81.实际液体流动中任一点的动水压强各方向是相等的。 （ ）
82.如果某流动区域的流线是直线，则流动为无旋运动。 （ ）
83. 闸孔出流的泄流量与闸前水头的1／2次方成正比。 （ ）
84. 只要下游水位低于宽顶堰堰顶，必定是自由出流。 （ ）
85.只要是平面液流即二元流，流函数都存在。 （ ）
86.在落水的过程中，同一水位情况下，非恒定流的水面坡度比恒定流时小，因而其流量亦
小。 （ ）
87、渗流模型中、过水断面上各点渗流流速的大小都一样，任一点的渗流流速将与断面平均
流速相等。 （ ）
88、正坡明槽的浸润线只有两种形式，且存在于a 、c 两区。 （ ）
89、平面势流的流函数与流速势函数一样是一个非调和函数。 （ ）
90、边界层内的液流型态只能是紊流。 （ ）
91、平面势流流网就是流线和等势线正交构成的网状图形。 （ ）
92、达西公式与杜比公式都表明：在过水断面上各点的惨流流速都与断面平均流速相等。 （ ）
93、在非恒定流情况下，过水断面上的水面坡度、流速、流量水位的最大值并不在同一时刻
出现。 （ ）
第二部分：选择题
1、如果10>H δ
，则过流建筑物顶部水流属于
（1）薄壁堰流
（2）实用堰流
（3）宽顶堰流
（4）明渠流
2、两流函数值)./(2.131m s m =ψ，)./(8.132m s m =ψ
则其单宽流量为
（1） )./(2.13m s m
（2）)./(8.13m s m
（3）)./(6.03m s m
3、设计良好的底流式消能池内的水跃属于
（1）淹没式水跃
（2）临界式水跃
（3）远驱式水跃
4、直立挡水平面闸门突然关闭时，闸门下游出现的非恒定流波属于
（1）涨水顺波
（2）落水逆波
（3）涨水顺波
（4）落水顺波
5、如果恒定平面平行势流流速分布为k u u x ==0，0==z y u u ，
k 为常量，则流速势函数为
（1）k =?
（2）为任意积分常数c c x ,+=?
（3）x =?
（4）为任意积分常数c c x k ,+=?
6、 在明渠恒定渐变流的能量方程式：J = J W +J V +J f 中，J w 的物理意义是：
A ：波动坡度
B ：动能坡度
C ：水面坡度
D ：摩阻坡度
7、 土的渗透特性主要有以下二方面。
A ：渗透系数和透水度
B ：透水性和给水度
C ：透水性和凋萎系数
D ：渗透系数和给水度
8、 因分析水流的模型不同，探索液体运动基本规律有两种不同的途径：
A：边界层理论和流场理论 B：边界层理论和流束理论
C：流束理论和流场理论 D：流束理论和渗流理论
9、对理想液体动水压强的特性描叙正确的是：
A：与静水压强的特性不一样 B：有的与静水压强的特性一样 C：不能与静水压强的特性比较 D：与静水压强的特性一样10、流场中，液体质点的基本运动形式有：
A：平移、绕流、角变形、旋转
B：加速、圆周、线变形、平移、
C：平移、线变形、角变形、旋转
D：平移、加速、绕流、旋转
11、判定流体流动是有旋流动的关键是看（）
A．流体微团运动轨迹的形状是圆周曲线
B．流体微团运动轨迹是曲线
C．流体微团运动轨迹是直线
D．流体微团自身有旋转运动
12、描述流体运动的拉格郎日方法
a.研究不同时刻各个质点物理量的变化；
b.研究不同时刻各个空间点上物理量的变化；
c.采用随体坐标系来确定和区分质点；
d.采用空间坐标系来确定空间位置；
13、对于不可压缩流体，可认为其密度在流场中
A．随压强增加而增加 B．随压强减小而增加
C．随体积增加而减小 D．与压强变化无关
14．判定流体流动是有旋流动的关键是看（）
A．流体微团运动轨迹的形状是圆周曲线
B．流体微团运动轨迹是曲线
C．流体微团运动轨迹是直线
D．流体微团自身有旋转运动
15、描述流体运动的拉格郎日方法
a.研究不同时刻各个质点物理量的变化；
b. 研究不同时刻各个空间点上物理量的变化；
c. 采用随体坐标系来确定和区分质点；
d.采用空间坐标系来确定空间位置；
16、对于不可压缩流体，可认为其密度在流场中
A ．随压强增加而增加
B ．随压强减小而增加
C ．随体积增加而减小
D ． 压强变化无关
17、静止液体中同一点各方向的压强 （ （1） ）
（1）数值相等
（2）数值不等
（3）仅水平方向数值相等
（4）铅直方向数值最大
18、恒定平面势流中，组成流网的流线与等势线的关系是 （ （2） ）。
（1）相交
（2）正交
（3）共轭
（4）斜交
19. 已知流场的流速为：22x u x y x =-+，(2)y u xy y =-+，该流动（ ）
A 不存在
B 为有涡流动
C 为有势流动
D 为非恒定流
20.如果7=H δ
，则过流建筑物顶部水流属于 （ ）
A.薄壁堰流
B.实用堰流
C.宽顶堰流
D.明渠流
21. 流场中，液体质点的基本运动形式有： （ ）
A.平移、线变形、角变形、旋转
B.加速、圆周、线变形、平移、
C.平移、绕流、角变形、旋转
D.平移、加速、绕流、旋转
22. 如果恒定平面平行势流流速分布为k u u x ==0，0==z y u u ，k 为常量，则流速势函数为:
A 、k =?
B 、为任意积分常数c c x ,+=?
C 、x =?
D 、为任意积分常数c c x k ,+=?
23.消力池水力计算时，出池水流近似属于（ ）。
A 、宽顶堰流
B 、薄壁堰流
C 、明渠均匀流
D 、实用堰流
24.已知某流动的流速分布为c u x =，0==z y u u ，则该流动（ ）。
A 、存在流速势函数，不存在流函数
B 、存在流函数，不存在流速势函数
C 、既存在流速势函数又存在流函数
D 、既不存在流速势函数又不存在流函数
25.恒定平面势流中，组成流网的流线与等势线的关系是 （ ）
A 、相交
B 、正交
C 、共轭
D 、斜交
26.闸坝下有压渗流的流网形状与下列哪个因素有关（ ）。
A 、上游水位
B 、渗流系数
C 、上下游水位差
D 、边界几何形状
27.平底矩形棱柱体渠道有一闸孔出流，其下游有一水跃，闸后收缩断面水深为c h ，跃后断
面水深为c 3h ，若下游实际水深为c 5.2h h t =，则该水跃的形式为（ ）。
A 、远驱式水跃
B 、临界式水跃
C 、淹没式水跃
D 、无法确定
28.当实用堰水头H 大于设计水头d H 时，其流量系数m 与设计流量系数d m 的关系是（ ）
A d m m =
B d m m >
C d m m <
D 无法判定
29.在恒定平面势流中，等流函数线与等势线（ ）
A 、正交
B 、斜交
C 、平行
D 、呈45o角
30.WES 型实用堰（高堰）的流量系数m 与d H H 和d
H P 1（1P 为堰高），的关系是( )。 A 、与d H H 有关，与d H P 1无关 B 、与d H H 无关，与d
H P 1有关 C 、与
d H H 和d H P 1均有关 D 、与d H H 和d H P 1均无关 31.消力池水力计算时，出池水流近似属于（ ）。
A 、宽顶堰流
B 、薄壁堰流
C 、明渠均匀流
D 、实用堰流
32.满足连续方程的流速势函数是（）。
A 、22y x +=?
B 、3y y x +-=?
C 、)ln(y x +=?
D 、y x +=?
33.在平面流动中，两条流线的流函数之差等于（ ）。
A 、两条流线间的切应力之差
B 、两条流线间的压强之差
C 、两条流线间的流速差
D 、两条流线间的单宽流量
34.液体无旋流动是（ ）。
A 、所有质点作直线运动的流动
B 、所有质点流速相等的流动
C 、有流速势函数存在的流动
D 、在边界上流速必为零的流动
35.下述堰的分类哪个正确（ ）
A 、δ/H >0.67 薄壁堰
B 、0.67<δ/H <10.0 宽顶堰
C 、0.67<δ/H <2.5 实用堰
D 、δ/H >2.5 薄壁堰
36.平底渠道闸孔出流，其闸下游出现远驱式水跃，则收缩断面水深c h 与跃前水深1h 的关系是（ ）。
A 、1h h c >
B 、1h h c =
C 、1h h c <
D 、不法判断
37.液体无旋流动是（ ）。
A 、所有质点作直线运动的流动
B 、所有质点流速相等的流动
C 、有流速势函数存在的流动
D 、质点做圆周运动的流动
38.已知某流动的流速分布为c u x =，0==z y u u ，则该流动（ ）。
A 、存在流速势函数，不存在流函数
B 、存在流函数，不存在流速势函数
C 、既存在流速势函数又存在流函数
D 、既不存在流速势函数又不存在流函数
39.渗流研究的是（ ）的运动规律。
A 、重力水；
B 、毛细水；
C 、气态水；
D 、薄膜水。
40.与地面水流相比，地下水流中不存在的流动状态时是（ ）。
A 、恒定流
B 、均匀流
C 、层流
D 、急流
41.恒定平面势流中，组成流网的流线与等势线的关系是 （ ）
A 、相交
B 、正交
C 、共轭
D 、斜交
42.闸坝下有压渗流的流网形状与下列哪个因素有关（ ）。
A 、上游水位
B 、渗流系数
C、上下游水位差
D、边界几何形状
第三部分：填空题 (每题分)
1、流场中，各运动要素的分析方法常在流场中任取一个微小平行六面体来研究，那么微小平行六面体最普遍的运动形式有：，，
，，四种。
2、土的渗透恃性由：，二方面决定。
3、水击类型有：，两类。
4、泄水建筑物下游衔接与消能措施主要有，，
三种。
5、构成液体对所绕物体的阻力的两部分是：，。
6.从理论上看，探索液体运动基本规律的两种不同的途径是：，。
7.在明渠恒定渐变流的能量方程式：J= J W+J V +J f 中，J V的物理意义是：。
8、在水力学中，拉普拉斯方程解法最常用的有：，，
复变函数法，数值解法等。
9.加大下游水深的工程措施主要有：，使下游形成消能池；，使坎前形成消能池。
10、溢流堰的过堰流量与堰顶水头的????????次方成正比。10、溢流堰的过堰流量与堰顶水头的????????次方成正比。
11、作用于静止（绝对平衡）液体上的面积力有压力，质量力有重力。
12、宽顶堰式闸孔出流。当下游发生远驱式水跃或临界式水跃时，为闸孔自由出流；当下游发生淹没式水跃时，闸孔淹没出流。
13、液体质点的运动形式有平移、变形、旋转。
14、渗流系数k与液体及土壤透水性质有关，它的物理意义是 J=1时的渗流流速。
第四部分：简答题 (每题分)
1、泄水建筑物下游有几种水流衔接与消能形式?它们的消能原理是什么?各应用在什么条件
下？
2、如图所示三个溢流坝，它们的上游坝高P均相同，堰上水头H相同，试问:
图(a)～(c)中的哪个收缩断面水深最小？
3、对于简单剪切流动，因其流线平行，流体质点作直线运动，所以该流动是无涡流。这种判断是否正确？为什么？
4、土壤的哪些性质影响渗透能力?何为渗流模型?为什么要引人这一概念？
5、渗流中所指的流速是什么流速？它与真实流速有什么联系?
6、试比较达西定律与裘皮幼公式的异同点及应用条件。
7、棱柱形底坡渠道水面曲线有十二条，而地下河槽中水面曲线只有四条，为什么?
8、有下面几种地下棱柱形河槽的水面曲线，试指出错误之处，并说明其错误原因;
并画出各种底坡上正确的水面曲线。
9、浸润线是流线还是等势线?为什么?
10、根据对液体微团运动的分析，地下水层流运动应该是有旋运动，那么，又为什么将地下水的渗流运动看作为势流？
11、怎样解释流网中出现三角形和五边形等情况?它对渗流计算有无影响？
12、如图所示为某透水地基上的建筑物，1—1, 2—2为两条等水头线，试问:
（1)如果以1——1为基准面,2——2、3——3两等水头线的总水头值为多少?
(2)如果以2-2为基准面，1——1、3——3两等水头线的总水头值又为多少？
(3)如果以水面3一3为基谁面，1——1、2——2两等水头线的总水头值又为多少?
13、简述渗流模型取代实际渗流的基本原则。
14、何谓流网，流网具有哪些性质？
15、什么情况下，堰闸下游需要修建消能池？如何确定消能池的深度和长度。
16、何谓有势流？有势流与有涡流本质区别是什么？
17、渗流能否发生水跃？为什么？
18、简要说明泄水建筑物下游水流的特点及消能措施。
第五部分：计算题 (每题 分)
1、 已知某流场的流速势为：
φ=k(x 2- y 2
)/2
式中k 为常数，试求：u x 及u y ；
2、某分洪闸，底坎为曲线型低堰．泄洪单宽流量q=11m 2/s,上下游堰高相等为2米，下游水深h t =3米，堰前较远处液面到堰顶的高度为5米，若取?=0.903，试判断水跃形式，并建议下游衔接的形式。 （E 0=h c +q 2/2g?2h c 2）
3. 设有一平面流场，其流速为θθsin ,cos v u v u y x ==，其中θ,v 均为常数，（1）证明该平面流场是连续的无涡流流动；（2）求该流动的流函数和速度势函数；（3）求出流线方程及和等势线方程。
4. 为引水灌溉，在一缓坡河道上修滚水坝以抬高水位。河道沁面近似矩形，坝宽与河宽大致相等，B=B 0=12.0m ，坝高1p p =m 0.14=。当堰顶水头H=3.4m 时，坝的流量系数为m=0.485。试求此时：①经堰顶下泄的单宽流量及全水头；②判断堰流与明渠水流的衔接形式；③是否需要建消力池，如需要，请初步估算消力池深度。
5. 已知不透水层坡度3105.2-?=i ，土壤渗流系数s cm k /103.44
-?=，均匀渗流水深m h 120=，求单宽渗流量q 。
6. 已知流体运动的速度场为：
?????==-=.
0,)(,)(z y x u x r f u y r f u 式中22y x r +=，试确定：1）流线的形状；2）角变形率；3）角变形率等于零时的)(r f ；
4）旋转角速度；5）无旋流动时的)(r f 。
7、下图为某溢流堰的基础轮廓和已绘出的流网图H=10米，渗透系数k = 5x105
m/s, 已知相应于该网格的流线平均长度?s=2.0米，试求图中A 点的渗流流速，B 点的动水压强。
8、已知液体作平面流动的流场为：
u x = y 2–x 2
+2x
u y = 2xy –2y
试问：① 此流动是否存在流函数ψ，如存在，试求之；
② 此流动是否存在速度势φ，如存在，试求之。
9. 已知有一液流
?????0222
2=+=+-
=z y x u y x kx u y x ky
u 试分析液体运动的特征：（1）是恒定流还是非恒定流；（2）液体运动有无变形运动；
（3）液体微团有无旋转运动；（4）求其流线方程。
10.某河中筑一单孔溢流坝，坝剖面按WES 曲线设计。已知坝上下游河底高程m z 00.1001=，堰顶高程m z 50.1162=，相应于设计流量s m Q /4283
=时的上游水位m z 00.1203=，下游水位m z 50.1154=，侧收缩系数98.0=ε。要求：（1）判别是否淹没出流？ （2）求堰顶宽度b 。
11.某渠道与河道平行（如图），中间隔以渗透系数k=2×310-cm/s 的细砂土岗，不透水层底坡i=0.025。当水渠沿的含水层厚度1h =2m 时，河沿的含水层厚度2h =4m ，河渠间距l =303m 。求：渠道因渗漏所损失的单宽渗流量；
12. 已知液体运动表示为22y x ay u x +-=，22y
x ax u y += a 为不等于零的常数，请分析液体质点的运动形式，如有流速势函数则求之。
13、某WES 剖面的溢流坝采用闸门控制流量，坝宽100米，坝高10米，如图所示。当m H 2.3=，s m Q /6003=,收缩断面水深m h c 42.0=，下游水深m h t 05.3=。
（1） 试判别下游衔接方式。
（2） 如果要修建降低护坦式消能池，请初估该流量下的池深d
14、已知液体运动表示为?????==-=0
z y x u kx u ky u ，k 为常数，请分析液体质点的运动。
15. 已知一平面流动的流速场为x y x u x +-=22，y xy u y --=2。试判别该流场是否满足流速势函数φ和流函数ψ的存在条件，若存在则求出φ和ψ的表达式。
16. 在矩形断面河道上，有一单孔的与渠道等宽的泄水闸，已知闸前水深m H 8=，闸门开度m e 5.2=，闸下游水深m h t 5.4=，闸门宽度m b 8=，（闸门垂向收缩系数625.02=ε，堰流的流量系数34.0=m ，闸孔出流的流量系数H e /18.060.0-=μ），不计行进流速，试求：
（1）通过水闸的流量；（2）判断闸下游的水流衔接形式，并判断闸下是否要建消能工。
H e h t
17.下图为某溢流堰的基础轮廓和已绘出的流网图H=12米，渗透系数k = 4.5x 10-5
m/s, 已知相应于该网格的流线平均长度?s=2.0米，试求图中A 点的渗流流速，B 点的动水压强。 ＋＋◎
18. 已知流体运动的速度场为：t
x u x +=1，y u y =，0=z u ，试求在0t t =瞬间，通过()000,,z y x A 的流线方程。
19、边界层内流速分布如为布拉休斯假定0
0δy U u x =，求排挤厚度、动量损失厚度及能量损失厚度。
20、已知平面势流流函数为2
222y x -=ψ，求流速势函数，并求点（2，3）处的流速。
21、水闸闸基流网如图，上下游水深分别为H=13米，h=2米，
渗流系数s cm k /105.23-?=,A 点m 2S =?，求闸底板A 点渗流流量及动水压强。
22、已知液体作平面流动的流场为：
u x = y2–x2+2x
u y = 2xy–2y
试问：①此流动是否存在流函数ψ，如存在，试求之；
②此流动是否存在速度势φ，如存在，试求之。
23、设某河槽剖面地层情况如图示，左岸透水层中有地下水渗入河槽，河槽水深1.0米，在距离河道1000米处的地下水深度为2.5米，当此河槽下游修建水库后，此河槽水位抬高了4米，若离左岸 1000米处的地下水位不变，试问在修建水库后单位长度上渗入流量减少多少?
其中 k=0.002cm/s ； s.i=h2-h1+2.3h0lg[(h2-h0)/( h1-h0)]
24、在不可压缩流场中流函数ψ=kx2-ay2，式中k为常数。试证明流线与等势线相互垂直。
25、如图所示两水库之间为一座山，经地质勘探查明有一个透水层，上层为细砂，渗透系数k1=0.001cm/s，下层为中砂，渗透系数k2=0.01cm/s，各层厚度a均为2m，宽度b＝500m, 长
度L == 2000m ，A 水库水位为130m ， B 水库水位为100m ，试求:由A 水库向B 水库的渗透流量Q 及单宽渗透流量q 。
答:Q=1.65 x 10-3m 3
/s.
26、如图所示正堰式溢洪道，堰下游为一段梯形断面的混凝土渠道，已知:堰上水头H ＝3m,堰宽B=5m,渠宽与堰宽相等，堰高P2=7m ,堰的流量系数m=0.45,流速系数φ=0.95,闸前行近流速v0=1m/s;梯形渠道底宽b=5m ，边坡系数m=1.5试求:当堰上单孔闸门全开时，堰下收缩断面水深hc=0.72m
27、已知恒定流场中的流速分布是
3122
1==-=u ax u ax u （a ≠0）
求此流场中的流线和迹线。
【答案：流线和迹线重合，方程为C x x =+2221】
28、已知定常流场中的流速分布为
0,,32
221122
2212
1=+=+-=u x x ax u x x ax u
)0(,0,021≠=>>const a x x
求其线变形率，角变形率和旋转角速度。试判断其是否为有势流。 【222212221122221212222212111)
()(,2,2x x x x a x x x ax x x x ax ++=+-=+=θεε0=ω，为有势流】 29、已知不可压平面无旋流动的流函数22
2121x x x x -+=ψ，求其速度势函数。 【答案：C x x x x +--=21222
122/1）（?】 30、某矩形断面渠道中筑有一溢流坝。已知渠宽B ＝18m ，流量Q ＝265m 3
/s ，坝下收缩断面处水深h c =1.1m ，当坝下游水深h t =4.7m 时，问：
1）坝下游是否发生水跃？
2）如发生水跃，属于何种形式的水跃？
3) 是否需要修建消能工？若需要修建消能工，估算消力池深。
31、已知二元恒定势流的流速势函数φ=x(2y-1),试计算点(3m,4m)处的流速及流函数。
32、已知二元流场势函22y x -=?，求（1）求流速Y X U U ,并验证是否满足连续条件和无旋条件；（2）求流函数，并求通过（1，0）（1，1）两点的两条流线之间的单宽流量。
33、已知用欧拉法表示的流速场为ux=2x+t 。uy=-2y+t,试绘t=0时的流动图形。
《流体力学》典型例题
《例题力学》典型例题 例题1：如图所示，质量为m ＝5 kg 、底面积为S ＝40 cm ×60 cm 的矩形平板，以U ＝1 m/s 的速度沿着与水平面成倾角θ＝30的斜面作等速下滑运动。已知平板与斜面之间的油层厚度 δ＝1 mm ，假设由平板所带动的油层的运动速度呈线性分布。求油的动力粘性系数。 解：由牛顿内摩擦定律，平板所受的剪切应力du U dy τμ μδ =＝ 又因等速运动，惯性力为零。根据牛顿第二定律：0m ==∑F a ，即： gsin 0m S θτ-?= ()32 4 gsin 59.8sin 301100.1021N s m 1406010 m U S θδμ--?????==≈????? 例题2：如图所示，转轴的直径d ＝0.36 m 、轴承的长度l ＝1 m ，轴与轴承的缝隙宽度δ＝0.23 mm ，缝隙中充满动力粘性系数0.73Pa s μ=?的油，若轴的转速200rpm n =。求克服油的粘性阻力所消耗的功率。 解：由牛顿内摩擦定律，轴与轴承之间的剪切应力 ()60d d n d u y πτμ μδ =＝ 粘性阻力（摩擦力）：F S dl ττπ=?= 克服油的粘性阻力所消耗的功率：
()()3 223 22 3 230230603.140.360.732001600.231050938.83(W) d d n d n n l P M F dl πππμωτπδ -==??=??= ???= ? ?= 例题3：如图所示，直径为d 的两个圆盘相互平行，间隙中的液体动力黏度系数为μ，若下盘固定不动，上盘以恒定角速度ω旋转，此时所需力矩为T ，求间隙厚度δ的表达式。 解：根据牛顿黏性定律 d d 2d r r F A r r ω ω μ μ πδ δ == 2d d 2d r T F r r r ω μπδ =?= 4 2 420 d d 232d d d T T r r πμωπμωδδ===? 4 32d T πμωδ= 例题4：如图所示的双U 型管，用来测定比水小的液体的密度，试用液柱高差来确定未知液体的密度ρ（取管中水的密度ρ水＝1000 kg/m 3）。 水
工程水文水力学思考题和计算题(25题思考问答题,20题计算题)
工程水文水力学思考题和计算题 一、思考问答 1、水文现象是一种自然现象，它具有什么特性，各用什么方法研究？ 答：具有确定性（也可说周期性）与随机性，确定性决定了水文现象的相似性，决定了水文现象的随机性。确定性规律用成因分析发研究，随机性规律用数理统计法研究。 1）成因分析法： 如降雨径流预报法、河流洪水演算法等。 2）数理统计法： 情势预测、预报的方法。如设计年径流计算、设计洪水计算、地区经验公式等。 水文计算常常是二种方法综合使用，相辅相成，例如由暴雨资料推求设计洪水，就是先由数理统计法求设计暴雨，再按成因分析法将设计暴雨转化为设计洪水。 此外，当没有水文资料时，可以根据水文现象的变化在地区分布上呈现的一定规律（水文现象在各流域、各地区的分布规律）来研究短缺和无资料地区的水文特征值。 2、何谓水量平衡？试叙闭合流域水量平衡方程在实际工作中的应用和意义。 答：对任一地区、任一时段进入的水量与输出的水量之差，必等于其蓄水量的变化量，这就是水量平衡原理，是水文计算中始终要遵循的一项基本原理。 依此，可得任一地区、任一时段的水量平衡方程。对一闭合流域：设P 为某一特定时段的降雨量，E 为该时段内的蒸发量，R 为该时段该流域的径流量，则有：P=R+Ec+△U , △U为该时段流域内的蓄水量，△U=U1+U2。 对于多年平均情况，△U ＝0，则闭合流域多年平均水量平衡方程变为：P'=R'+E' 影响水资源的因素十分复杂，水资源的许多有关问题，难于由有关的成因因素直接计算求解，而运用水量平衡关系，往往可以使问题得到解决。因此，
水量平衡原理在水文分析计算和水资源规划的分析计算中有广泛的应用。如利用水量平衡式可以用已知的水文要素推求另外的未知要素。例如：某闭合流域的多年平均降雨量 P'=1020mm ，多年平均径流深R'=420mm，试求多年平均蒸发量E '。E'=P'-R'＝600mm。 3、何谓年径流？它的表示方法和度量单位是什么？径流深度、径流总量、平均流量、径流模数的概念及相互关系。 答：一个年度内在河槽里流动的水流叫做年径流。年径流可以用年径流总量W（m3）、年平均流量Q（m3/s）、年径流深R（mm）、年径流模数M（L/(s ﹒km2)）等表示。 将计算时段的径流总量，平铺在水文测站以上流域面积上所得的水层厚度，称为径流深度径流总量是指在指定时段Δt通过河流某一断面的总水量。 径流模数是单位流域面积上单位时间所产生的径流量。 4、流量的观测与水位流量关系曲线的延长。 答：测站测流时，由于施测条件限制或其他种种原因，致使最高水位或最低水位的流量缺测或漏测，在这种情况下，须将水位流量关系曲线作高、低水部分的外延，才能得到完整的流量过程。 1）根据水位面积、水位流速关系外延：河床稳定的测站，水位面积、水位流速关系点常较密集，曲线趋势较明确，可根据这两根线来延长水位流量关系曲线。 2）根据水力学公式外延：此法实质上与上法相同，只是在延长Z～V曲线时，利用水力学公式计算出需要延长部分的V值。最常见的是用曼宁公式计算出需要延长部分的V值，并用平均水深代替水力半径R。由于大断面资料已知，因此关键在于确定高水时的河床糙率n和水面比降I。 3）水位流量关系曲线的低水延长：低水延长常采用断流水位法。所谓断流水位是指流量为零时的水位，一般情况下断流水位的水深为零。此法关键在于如何确定断流水位，最好的办法是根据测点纵横断面资料确定。 5、流域平均降水量的计算方法。
水力学复习资料重点讲义资料
水力学复习资料 第零章绪论 0.1水力学的任务与研究对象（了解） 水力学的任务是研究液体（只要是水）的平衡和机械运动的规律及 其实际应用.水力学研究的基本规律有两大主要组成部分：一是关于液体平衡的规律?它研究液体处于静止或相对平衡状态时，作用于液体上各种力之间的关系，这一部分称为水静力学；二是关于液体运动的规律，它研究液体在运动状态时，作用于液体上的力与运动要素之间的关系,以及液体的运动特性与能量转换等，这部分称为水动力学. 0.2液体的粘滞性（理想液体与实际液体最大的差别） 粘滞性当液体处于运动状态时，若液体质点之间发生相对运动，则质点间会产生内摩擦力来阻碍其相对运动，液体的这种性质就称为粘滞性，产生的内摩擦力叫做粘滞力. 0.3牛顿内摩擦定律当液体做层流运动时，相邻液层之间在单位面积上作用的内摩擦力（或粘滞力）的大小与速度梯度成正比，同时和液体的性质有关. 即 0.4牛顿内摩擦定律的另一种表述（了解）P7 0.5运动粘度系数它是动力黏度系数与液体密度的比值，是表征液体粘滞性大小的物理量.其值是随温度的变化而变化的，即温度越高, 其值越小（液体的流动性是随温度的升高而增强的）
0.6牛顿内摩擦定律只适用于牛顿流体（符合牛顿内摩擦定律的液体，其特点是温度不变，动力黏度系数就不变P8图0.3） 0.7体积压缩率液体体积的相对缩小值与压强的增大值之比.（水的压缩性很小，一般不考虑） 0.8表面张力表面张力是指液体自由表面上液体分子由于两侧引力不平衡，使其受到及其微小的拉力（表面张力仅存在于液体表面，液体内部不存在，其值表示为自由面单位长度受到拉力的大小，并且随液体种类和温度的变化而变化，怎样变化） 0.9毛细现象在水力学实验中，经常使用盛有水或水银细玻璃管做测压计，由于表面张力的影响使玻璃管中液面和与之向连通容器中的液面不在同一水平面上.这就是物理学中所讲的毛细现象. 0.10由实验得知，管的内经越小，毛细管升高值越大，所以实验用的测压管内径不宜太小.P10图0.4,0,5 0.11连续介质在水力学中，把液体当作连续介质看待，即假设液体是一种连续充满其所占据空间毫无空隙的连续体.（水力学所研究的液体运动是连续介质的连续流动，但实际上，从微观角度来看,液体分子与分子之间是存在空隙的，但水力学研究的是液体的宏观运动，故将液体看作连续接介质） 0.12把液体看作连续介质的意义 如果我们把液体看作连续介质，则液流中的一切物理量都可以视为空间坐标和时间坐标的连续函数，这样，在研究液体的运动规律时，就可以运用连续函数的分析方法.
工程流体力学及水力学实验报告及分析讨论
工程流体力学及水力学实验报告及分析讨论
工程流体力学及水力学实验报告及分析讨论 实验一流体静力学实验 验原理 重力作用下不可压缩流体静力学基本方程 (1.1) 中： z被测点在基准面的相对位置高度； p被测点的静水压强，用相对压强表示，以下同； p0水箱中液面的表面压强； γ液体容重； h被测点的液体深度。 对装有水油（图1.2及图1.3）U型测管，应用等压面可得油的比重S0有下列关系： (1.2) 此可用仪器（不用另外尺）直接测得S0。 验分析与讨论 同一静止液体内的测管水头线是根什么线？ 测压管水头指，即静水力学实验仪显示的测管液面至基准面的垂直高度。测头线指测压管液面的连线。实验直接观察可知，同一静止液面的测压管水头线是一根。 当P B<0时，试根据记录数据，确定水箱内的真空区域。 ，相应容器的真空区域包括以下三部分：
)过测压管2液面作一水平面，由等压面原理知，相对测压管2及水箱内的水体而言，面为等压面，均为大气压强，故该平面以上由密封的水、气所占的空间区域，均为真。 )同理，过箱顶小水杯的液面作一水平面，测压管4中，该平面以上的水体亦为真空区)在测压管5中，自水面向下深度某一段水柱亦为真空区。这段高度与测压管2液面低液面的高度相等，亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等。 若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定γ0。 最简单的方法，是用直尺分别测量水箱内通大气情况下，管5油水界面至水面和油 至油面的垂直高度h和h0，由式，从而求得γ0。 如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响？ 设被测液体为水，测压管太细，测压管液面因毛细现象而升高，造成测量误差，毛由下式计算 中，为表面张力系数；为液体的容量；d为测压管的内径；h为毛细升高。常温(t=20℃，=7.28dyn/mm，=0.98dyn/mm。水与玻璃的浸润角很小，可认为cosθ=1.0。于是有 单位为mm) 一般来说，当玻璃测压管的内径大于10mm时，毛细影响可略而不计。另外，当水质，减小，毛细高度亦较净水小；当采用有机玻璃作测压管时，浸润角较大，其h较普管小。 如果用同一根测压管测量液体相对压差值，则毛细现象无任何影响。因为测量高、时均有毛细现象，但在计算压差时，互相抵消了。 过C点作一水平面，相对管1、2、5及水箱中液体而言，这个水平面是不是等压面？
流体力学典型例题及答案
1.若流体的密度仅随( )变化而变化，则该流体称为正压性流体。 A.质量 B.体积 C.温度 D.压强 2.亚声速流动，是指马赫数( )时的流动。 A.等于1 B.等于临界马赫数 C.大于1 D.小于1 3.气体温度增加，气体粘度( ) A.增加 B.减小 C.不变 D.增加或减小 4.混合气体的密度可按各种气体( )的百分数来计算。 A.总体积 B.总质量 C.总比容 D.总压强 7.流体流动时，流场各空间点的参数不随时间变化，仅随空间位置而变，这种流动称为( ) A.定常流 B.非定常流 C.非均匀流 D.均匀流 8.流体在流动时，根据流体微团( )来判断流动是有旋流动还是无旋流动。 A.运动轨迹是水平的 B.运动轨迹是曲线 C.运动轨迹是直线 D.是否绕自身轴旋转 9.在同一瞬时，流线上各个流体质点的速度方向总是在该点与此线( ) A.重合 B.相交 C.相切 D.平行 10.图示三个油动机的油缸的内径D相等，油压P也相等，而三缸所配的活塞结构不同，三个油动机的出力F1，F2，F3的大小关系是(忽略活塞重量)( ) A.F 1=F2=F3 B.F1>F2>F3 C.F1
。2018工程水文水力学选择题(74道题)
工程水文水力学选择题 1. 液体某点的绝对压强为58kN/m 2 ，则该点的相对压强为( D ) ? A. 159.3kN/m 2 ? B. 43.3kN/m 2 ? C. －58kN/m 2 ? D. －43.3kN/m 2 . 2. 恒定流就是( B ) ? A. 同一断面各点的流速均相等的流动 ? B. 任一点的运动要素不随时间而变化的流动 ? C. 流态沿流程不变的流动 ? D. 运动要素沿流程不变的流动 3. 伯努利方程中 表示（ C ） ? A. 单位重量流体的势能 ? B. 单位重量流体的动能 ? C. 单位重量流体的机械能 ? D. 单位质量流体的机械能 4. 明渠均匀流的特征是( A )。 ? A. 断面面积、壁面粗糙度沿流程不变 ? B. 流量不变的长直渠道 ? C. 底坡不变、粗糙度不变的长渠 ? D. 水力坡度、水面坡度、河底坡度皆相等 5. 一垂直立于水中的矩形平板闸门，门宽4m ，门前水深2m ，该闸门所受静水总压力为( )，压力中心距自由液面的铅直距离为( B )。 ? A. 60kPa ，1m ? B. 78.4kN ， ? C. 85kN ，1.2m ? D. 70kN ，1m 6. 当动能校正系数α=1.0意味着过水断面上( A ) ? A. 点流速均相等 ? B. 流速分布呈抛物线分布 ? C. 流速分布呈对数分布 ? D. 过水断面上各点流速大小不等 7. 在紊流中( C ) ? A. 液体质点作有秩序的运动 ? B. 一层液体在另一层液体上滑动 ? C. 液体质点作不规则运动 ? D. 粘滞性的作用比动量交换的作用更大 8. 平衡液体中的等压面必为 ( D ) ? A. 水平面 ? B. 斜平面 ? C. 旋转抛物面 ? D. 与质量力相正交的面 9. 在同一管流断面上，动能校正系数α与动量校正系数β的比较是( A ) ? A. α>β ? B. α=β ? C. α<β 2 2p v z g αγ++
工程流体力学(水力学)闻德第五章-实际流体动力学基础课后答案
工程流体力学闻德课后习题答案 第五章 实际流体动力学基础 5—1设在流场中的速度分布为u x =2ax ，u y =-2ay ，a 为实数，且a >0。试求切应力τxy 、τyx 和附加压应力p ′x 、p ′y 以及压应力p x 、p y 。 解：0y x xy yx u u x y ττμ??? ?==+= ????? 24x x u p a x μμ?'=-=-?，24y y u p a y μμ?'=-=?， 4x x p p p p a μ'=+=-，4y y p p p p a μ'=+=+ 5－2 设例５－1中的下平板固定不动，上平板以速度v 沿x 轴方向作等速运动（如图 所示），由于上平板运动而引起的这种流动，称柯埃梯（Couette ）流动。试求在这种流动情况下，两平板间的速度分布。（请将 d 0d p x =时的这一流动与在第一章中讨论流体粘性时的流动相比较） 解：将坐标系ox 轴移至下平板，则边界条件为 y ＝０，0X u u ==；y h =，u v =。 由例５－1中的（11）式可得 2d (1)2d h y p y y u v h x h h μ=- - （１） 当d 0d p x =时，y u v h =，速度ｕ为直线分布，这种特殊情况的流动称简单柯埃梯流动或简单剪切流动。它只是由于平板运动，由于流体的粘滞性带动流体发生的流动。 当 d 0d p x ≠时，即为一般的柯埃梯流动，它是由简单柯埃梯流动和泊萧叶流动叠加而成，速度分布为 (1)u y y y p v h h h =-- （２） 式中2d ()2d h p p v x μ= - （３） 当p ＞０时，沿着流动方向压强减小，速度在整个断面上的分布均为正值；当p ＜０时，沿流动方向压强增加，则可能在静止壁面附近产生倒流，这主要发生p ＜－１的情况． 5－3 设明渠二维均匀（层流）流动，如图所示。若忽略空气阻力，试用纳维—斯托克斯方程和连续性方程，证明过流断面上的速度分布为2sin (2)2 x g u zh z ，单宽流量 3 sin 3 gh q 。
工程流体水力学第四章习题答案
第四章理想流体动力学和平面势流答案 4－1 设有一理想流体的恒定有压管流，如图所示。已知管径12 1 2 d d =，2 1 2 d D =，过流断面1-1处压强p1>大气压强p a。试按大致比例定性绘出过流断面1-1、2-2间的总水头线和测压管水头线。 解：总水头线、测压管水头线，分别如图中实线、虚线所示。 4－2 设用一附有液体压差计的皮托管测定某风管中的空气流速，如图所示。已知压差计的读数h＝150mmH2O，空气的密度ρa =1.20kg/m3，水的密度ρ =1000kg/m3。若不计能量损失，即皮托管校正系数c=1，试求空气流速u0。 解：由伯努利方程得 2 00 2 s a a p u p g g g ρρ += a 2() s p p u g g ρ - =（1） 式中 s p为驻点压强。 由压差计得 0s p gh p ρ += s p p gh ρ -=（2） 联立解（1）（2）两式得 a a 1000 2229.80.15m/s49.5m/s 1.2 gh h u g g g ρρ ρρ ===???= 4－3 设用一装有液体（密度ρs=820kg/m3）的压差计测定宽渠道水流中A点和B点的流速，如图所示。已知h1 =1m，h2 =0.6m，不计能量损失，试求A点流速u A和B点流速u B。水的密度ρ=1000kg/m3。
解：（1）1229.81m/s 4.427m/s A u gh ==??= （2）由伯努利方程可得 22A A A u p h g g ρ+= （1） 22B B B u p h g g ρ+= （2） 式中A h 、A p 和B h 、B p 分别为A 点和B 点处的水深和驻点压强。由（1）、（2）式可得 2222A B A B A B p p u u h h g g g ρ-=+-- （3） 由压差计得，22ρρρρ--++=A A s B B p gh gh gh gh p ，所以 220.82A B A B p p h h h h g ρ-=+-- (4) 由（3）式、（4）式得 222 2 4.427(10.82)0.6(10.82)0.8922229.8 B A u u h g g =--=--=? 29.80.892m/s 4.18m/s B u =??=。 4－4 设有一附有空气－水倒U 形压差计装置的皮托管，来测定管流过流断面上若干点的流速，如图所示，已知管径d =0.2m ，各测点距管壁的距离y 及其相应的压差计读数h 分别为：y =0.025m ，h =0.05m ；y =0.05m ，h =0.08m ；y =0.10m ，h =0.10m 。皮托管校正系数c =1.0，试求各测点流速，并绘出过流断面上流速分布图。 解：因2u c gh =，所以 112129.80.05m/s 0.99m/s u c gh ==???= 222129.80.08m/s 1.25m/s u c gh ==???= 332129.80.10m/s 1.40m/s u c gh ==???= 过流断面上的流速分布如图所示。 4－5 已知2222 ,,0,x y z y x u u u x y x y -===++试求该流动的速度势函数，并检查速度势函数是否满足拉普拉斯方程。 解：(1)在习题3－19中，已判别该流动为有势流，所以存在速度势函数Φ。
水力学2复习资料(长理港航)
水力学（二）复习资料 第一部分：判断题 1、当水头H 降低，宽顶堰可能转化为实用堰。（ ） 2、堰流计算的特点是必须考虑局部水头损失j h 的影响。（ ） 3、堰流自由出流的能力小于淹没出流的能力。 （ ） 4、消能池深的设计流量大于消能池长的设计流量（ ） 5、均匀流一定是势流。 （ ） 6、做圆周运动的液体一定是有涡流。（ ） 7、对明渠非恒定流而言，当0??S Q 时将产生涨水波。（ ） 8、平面势流中，某根流线各点的流速势函数值均相等。 （ ） 9、流网中每个网格的对角线应该正交。 （ ） 10、边界层外的液体应视为实际液体，边界层内的液体可视为理想液体。 （ ） 11、边界层内的液体型态只能是紊流 （ ） 12、确定底流式消能池深，应该采用最大流量来计算。（ ） 13、在其他情况相同的前提下，弧形闸门的过流能力强于平面闸门。 （ ） 14、理想液体的流动不一定是有势流动。 （ ） 15.只要下游水位不超过宽顶堰的堰顶，堰流就必然为自由出流。 （ ） 16.正坡地下河槽中的浸润线可存在于a 区或b 区。 （ ） 17.堰流水力计算时，水头损失必须同时考虑沿程与局部水头损失。 （ ） 18.只要是运动液体，则其任一点的动水压强各方向是不相等的。 （ ） 19.在远驱式水跃衔接的情况下，堰的过流能力按自由出流公式计算。 （ ） 20. 底流式消力池池深和池长的设计流量都采用最大流量。 （ ） 21.渗流系数及边界条件相同，作用水头不同，两者渗流流网相同。 （ ） 22.无旋运动必须满足y x u u x y ??=??。 （ ） 23.实际水深等于其相应的临界水深时的渗流，称为临界渗流。 （ ） 24.底流消能设计中，取最大流量作为设计流量时，消力池的深度也最大。 （ ） 25.堰顶厚度δ与堰上水头0H 之比0.67＜0H δ ＜2.5时的堰流为实用堰流 。 （ ）
水力学——经典题目分析
题一 年调节水库兴利调节计算 要求：根据已给资料推求兴利库容和正常蓄水位。 资料： (1) 设计代表年(P=75%)径流年内分配、综合用水过程及蒸发损失月分配列于下表1，渗漏损失以相应月库容的1%计。 (2) 水库面积曲线和库容曲线如下表2。 (3) V 死 =300万m 3。 表1 水库来、用水及蒸发资料 (P=75%) 表2 水库特性曲线 解：（1）在不考虑损失时，计算各时段的蓄水量 由上表可知为二次运用，)(646031m V 万=，)(188032m V 万=，)(117933m V 万=， )(351234m V 万=，由逆时序法推出)(42133342m V V V V 万兴=-+=。采用早蓄方案，水库月 末蓄水量分别为： 32748m 、34213m 、、34213m 、33409m 、32333m 、32533m 、32704m 、33512m 、31960m 、 3714m 、034213m 经检验弃水量=余水-缺水，符合题意，水库蓄水量=水库月末蓄水量+死V ，见统计表。 （2）在考虑水量损失时，用列表法进行调节计算： 121()2V V V =+，即各时段初、末蓄水量平均值，121 ()2A A A =+，即各时段初、末水面积 平均值。查表2 水库特性曲线，由V 查出A 填写于表格，蒸发损失标准等于表一中的蒸发量。 蒸发损失水量：蒸W =蒸发标准?月平均水面面积÷1000 渗漏损失以相应月库容的1%，渗漏损失水量=月平均蓄水量?渗漏标准 损失水量总和=蒸发损失水量+渗漏损失水量 考虑水库水量损失后的用水量：损用W W M +=
多余水量与不足水量，当M W -来为正和为负时分别填入。 （3）求水库的年调节库容，根据不足水量和多余水量可以看出为两次运用且推算出兴利库容)(44623342m V V V V 万兴=-+=，)(476230044623m V 万总=+=。 （4）求各时段水库蓄水以及弃水，其计算方法与不计损失方法相同。 （5）校核：由于表内数字较多，多次运算容易出错，应检查结果是否正确。水库经过充蓄和泄放，到6月末水库兴利库容应放空，即放到死库容330m 万。V '到最后为300，满足条件。另外还需水量平衡方程 0=---∑∑∑∑弃 损 用 来 W W W W ，进行校核 010854431257914862=---，说明计算无误。 (6)计算正常蓄水位，就是总库容所对应的高程。表2 水库特性曲线，即图1-1,1-2。得到Z ～F ，Z ～V 关系。得到水位865.10m ，即为正常蓄水位。表1-3计入损失的年调节计算表见下页。 图1-2 水库Z-V 关系曲线 图1-1 水库Z-F 关系曲线
水力学复习资料汇总
第零章绪论 0.1水力学的任务与研究对象(了解) 水力学的任务是研究液体(只要是水)的平衡和机械运动的规律及其实际应用. 水力学研究的基本规律有两大主要组成部分:一是关于液体平衡的规律.它研究液体处于静止或相对平衡状态时,作用于液体上各种力之间的关系,这一部分称为水静力学;二是关于液体运动的规律,它研究液体在运动状态时,作用于液体上的力与运动要素之间的关系,以及液体的运动特性与能量转换等,这部分称为水动力学. 0.2液体的粘滞性(理想液体与实际液体最大的差别) 粘滞性当液体处于运动状态时,若液体质点之间发生相对运动,则质点间会产生内摩擦力来阻碍其相对运动,液体的这种性质就称为粘滞性,产生的内摩擦力叫做粘滞力. 0.3牛顿内摩擦定律当液体做层流运动时，相邻液层之间在单位面积上作用的 内摩擦力(或粘滞力)的大小与速度梯度成正比,同时和液体的性质有关.即 . 0.4牛顿内摩擦定律的另一种表述(了解)P7 0.5运动粘度系数它是动力黏度系数与液体密度的比值,是表征液体粘滞性大小的物理量.其值是随温度的变化而变化的,即温度越高,其值越小(液体的流动性是随温度的升高而增强的) 0.6牛顿内摩擦定律只适用于牛顿流体(符合牛顿内摩擦定律的液体,其特点是温度不变,动力黏度系数就不变P8图0.3) 0.7体积压缩率液体体积的相对缩小值与压强的增大值之比.(水的压缩性很小,一般不考虑) 0.8表面张力表面张力是指液体自由表面上液体分子由于两侧引力不平衡,使其受到及其微小的拉力(表面张力仅存在于液体表面,液体内部不存在,其值表示为自由面单位长度受到拉力的大小,并且随液体种类和温度的变化而变化,怎样变化) 0.9毛细现象在水力学实验中，经常使用盛有水或水银细玻璃管做测压计，由 于表面张力的影响使玻璃管中液面和与之向连通容器中的液面不在同一水平面 上.这就是物理学中所讲的毛细现象. 0.10由实验得知,管的内经越小,毛细管升高值越大,所以实验用的测压管内径不宜太小.P10图0.4,0,5 0.11连续介质在水力学中,把液体当作连续介质看待,即假设液体是一种连续充满其所占据空间毫无空隙的连续体.(水力学所研究的液体运动是连续介质的 连续流动,但实际上,从微观角度来看,液体分子与分子之间是存在空隙的,但水力学研究的是液体的宏观运动,故将液体看作连续接介质) 0.12把液体看作连续介质的意义 如果我们把液体看作连续介质,则液流中的一切物理量都可以视为空间坐标和 时间坐标的连续函数,这样,在研究液体的运动规律时,就可以运用连续函数的 分析方法.
西南大学网络教育学院年月土木工程专业《水力学》大作业试卷及答案
西南大学网络与继续教育学院 [0744]《水力学》 课程类型：专业选修课考试方式：大作业单项选择题 1、 流线和迹线重合的条件为（）。 1. F. 非恒定均匀流 2.恒定流 3.非恒定流 4.缓流 2、相对压强是指该点的绝对气压与_______ 的差值。（） 1.真空压强； 2.当地大气压； 3.标准大气压； 4.工程大气压。 3、S2 型水面曲线是发生在 ( )
1. 陡坡渠道中的急流 2.缓坡渠道中的缓流 3. 陡坡渠道中的缓流 4. 缓坡渠道中的急流 4、 流体运动的连续性方程是根据（）原理导出的。 1.能量守恒 2.力的平衡 3.动量守恒 4.质量守恒 5、在明渠渐变流中 ( ) 1.总水头线一定平行于底坡线 2.测压管水头线与自由水面一致 3.总水头线与自由水面相重合 4.水面线与底坡线平行 6、共轭水深是指（）
1. 临界水深 2. 溢流坝下游水流收缩断面水深 3. 水跃的跃前水深与跃后水深 4. 均匀流水深 7、当圆管中流体作层流流动时，动能修正系统α等于（ ） 1. 2 2. 2000 3. 3 4. 1 8、在平衡液体中，质量力与等压面 1. 平行 ； 2. 正交。 3. 无法判断 4. 重合； 9、压力中心是 ( )
1. 压力体的中心 2.淹没面积的中心 3. 总压力的作用点 4.受压面的形心 10、 连续介质假设认为流体（）连续。 1.在微观上 2.原子间 3.分子间 4.在宏观上 11、 液体只受重力作用，则静止液体中的等压面是（）。 1.任意曲面 2.斜平面 3.水平面 4.旋转抛物面 12、 总流伯努利方程适用于（）。
水力学期末复习整理
水力学期末复习整理 第一章绪论 1.液体质点：微观上充分大，宏观上充分小的液体微团。 2.连续介质：液体和气体充满一个空间时，分子间没有间隙，其物理性质和运动要素都是连续分布的。 3.液体的易流动性：静止时，液体不能承受切力及抵抗剪切变形的特性。 4.液体的粘滞性：在运动状态下，液体所具有抵抗剪切变形的能力。（理想液体无粘滞性） 5.作用在液体上的力按作用特点分为质量力（主力，惯性力）和表面力（压力，切力）。 6.牛顿液体：凡τ与 dy du 呈过原点的正比例关系的液体 第二章 水静力学基础 1.静水压强特点：①作用线垂直于作用面；②同一点处，静水压强各向等值。 2.等压面特性：质量力与等压面互相垂直。 常见等压面：自由液面；同种相连通液体水平面；不相混溶液体交接面。 3.位置水头z ：计算点的位置高度，即计算点距计算基准面的高度。 第三章 水动力学基础 1.描述液体运动的两种方法：拉格朗日法；欧拉法。 2.欧拉法的基本概念： 流线：同一时刻与流场中各质点运动速度矢量相切的曲线。 流线的性质：①不相交或不突然转折；②光滑连续；③与恒定流流线重合；④与均匀流流线平行。 流管：在流场中取一封闭几何曲线，在此曲线上各点作流线，则可构成一管状流动界面。 流股：流管内的液流，又称为流束。 过水断面：垂直于流线簇所取的断面。 元流：过水断面无限小的流股。 总流：无数元流的总和。 3.流量Q ：单位时间内流经过水断面的液体体积。Q<0流进；Q>0流出。 4.液流分类：①恒定流与非恒定流：运动要素不随时间变化的流动称为恒定流； ②均匀流与非均匀流：流线簇彼此呈平行直线的流动称为均匀流。 非均匀流中又分为渐变流和急变流。 ③有压流与无压流 5.毕托管测流速；文丘里管（有压管）测流量。 第四章 水流阻力与水头损失 1.水头损失类型：沿程水头损失hf ；局部水头损失hj 。 2.黏性底层：在实际液流中，由于液体与管壁间的附着力作用，在管壁上会有一层极薄的液体贴附在管壁上不动，其流速为零。厚度λ δRe 81.32d = 。 3.绝对粗糙度Δ：管壁粗糙突出的平均高度。 4.绝对粗糙度对水流运动的影响：①Δ<δ，管壁绝对粗糙度被黏性底层淹没，Δ对紊流结构基本上没有影响，黏性底层成了紊流流核的天然光滑壁面，称为“水力光滑管”；②Δ>δ，管壁绝对粗糙度突出于黏性底层之外，并深入到紊流的流核之中，可使液流产生旋涡，加剧紊流的脉动，称为“水力粗糙管”。 5.当量粗糙度：和工业管道沿程阻力系数相等的同直径人工均匀粗糙管道的绝对粗糙度。 6.局部边界条件急剧改变是引起局部水头损失的直接原因。 水流的影响有：①导致液流中产生旋涡，加大水流的紊乱与脉动，增大液流的能量损失；②造成液流断面流速重新分布，加大流速梯度及紊流附加切应力，导致局部较集中的水头损失。 第五章 有压管流与孔口﹑管嘴出流 1.有压管路的类型：简单管路；复杂管路（串联，并联，管网）；长管与短管。 短管：必须同时计算管路沿程水头损失，局部水头损失及流速水头的管路。(L/d<1000) 长管：管路流速水头及局部水头损失可以忽略不计的管路。(L/d>1000) 第六章 明渠水流 1.棱柱形渠道：断面形状及尺寸沿程不变的渠道（过水面积只随水深h 变化，与断面位置无关）； 非棱柱形渠道：断面形状及尺寸沿程变化的渠道（过水面积与水深h 及断面位置有关）。 2.明渠均匀流发生的条件：属于恒定流，流量沿程不变；长直形的棱柱形顺坡（i>0）渠道；渠道糙率n 及坡底i 沿程不变。 明渠均匀流的水力特性：是一种等深，等速直线运动，断面流速沿程不变；总水头线﹑测压管水头线及渠底线三者平行，因此水力坡度J ﹑测压管坡度Jp 及渠底坡度i 三者相等。 3.明渠底坡（渠道底坡i ）：渠道沿程单位长度内的渠底高程变化值，又称比降。 按底坡几何特征分为：i>0,顺坡渠道；i=0，平坡渠道；i<0，逆坡渠道。 明渠水力最佳断面：渠道过水断面面积A ，糙率n 及渠道坡底一定时，Q 最大的断面形状。（A 一定，Q 最大；Q 一定，A 最小）
工程流体力学课件
流体力学 绪论 第一章流体的基本概念 第二章流体静力学 第三章流体动力学 第四章粘性流体运动及其阻力计算 第五章有压管路的水力计算 第六章明渠定常均匀流 第九章泵与风机 绪论 一、流体力学概念 流体力学——是力学的一个独立分支，主要研究流体本身的静止状态和运动状态，以及流体和固体界壁间有相对运动时的相互作用和流动的规律。 1738年伯努利出版他的专著时，首先采用了水动力学这个名词并作为书名；1880年前后出现了空气动力学这个名词；1935年以后，人们概括了这两方面的知识，建立了统一的体系，统称为流体力学。 研究内容：研究得最多的流体是水和空气。 1、流体静力学：关于流体平衡的规律，研究流体处于静止（或相对平衡）状态时，作用于流体上的各种力之间的关系； 2、流体动力学：关于流体运动的规律，研究流体在运动状态时，作用于流体上的力与运动要素之间的关系，以及流体的运动特征与能量转换等。 基础知识：主要基础是牛顿运动定律和质量守恒定律，常常还要用到热力学知识，有时还用到宏观电动力学的基本定律、本构方程（反映物质宏观性质的数学模型）和物理学、化学的基础知识。 二、流体力学的发展历史
流体力学是在人类同自然界作斗争和在生产实践中逐步发展起来的。古时中国有大禹治水疏通 江河的传说；秦朝李冰父子带领劳动人民修建的 马人建成了大规模的供水管道系统等等。 流体力学的萌芽：距今约2200年前，希腊学者阿基米德写的“论浮体”一文，他对静止时的液体力学性质作了第一次科学总结。建立了包括物理浮力定律和浮体稳定性在内的液体平衡理论，奠定了流体静力学的基础。此后千余年间，流体力学没有重大发展。 15世纪，意大利达·芬奇的著作才谈到水波、管流、水力机械、鸟的飞翔原理等问题；17世纪，帕斯卡阐明了静止流体中压力的概念。但流体力学尤其是流体动力学作为一门严密的科学，却是随着经典力学建立了速度、加速度，力、流场等概念，以及质量、动量、能量三个守恒定律的奠定之后才逐步形成的。 流体力学的主要发展： 17世纪，力学奠基人牛顿（英）在名著《自然哲学的数学原理》（1687年）中讨论了在流体中运动的物体所受到的阻力，得到阻力与流体密度、物体迎流截面积以及运动速度的平方成正比的关系。他针对粘性流体运动时的内摩擦力也提出了牛顿粘性定律。使流体力学开始成为力学中的一个独立分支。但是，牛顿还没有建立起流体动力学的理论基础，他提出的许多力学模型和结论同实际情形还有较大的差别。 之后，皮托（法）发明了测量流速的皮托管；达朗贝尔（法）对运动中船只的阻力进行了许多实验工作，证实了阻力同物体运动速度之间的平方关系；瑞士的欧拉采用了连续介质的概念，把静力学中压力的概念推广到运动流体中，建立了欧拉方程，正确地用微分方程组描述了无粘流体的运动；伯努利（瑞士）从经典力学的能量守恒出发，研究供水管道中水的流动，精心地安排了实验并加以分析，得到了流体定常运动下的流速、压力、管道高程之间的关系——伯努利方程。 欧拉方程和伯努利方程的建立，是流体动力学作为一个分支学科建立的标志，从此开始了用微分方程和实验测量进行流体运动定量研究的阶段。从18世纪起，位势流理论有了很大进展，在水波、潮汐、涡旋运动、声学等方面都阐明了很多规律。法国拉格朗日对于无旋运动，德国赫尔姆霍兹对于涡旋运动作了不少研究……。在上述的研究中，流体的粘性并不起重要作用，即所考虑的是无粘性流体。这种理论当然阐明不了流体中粘性的效应。 19世纪，工程师们为了解决许多工程问题，尤其是要解决带有粘性影响的问题。于是他们部分地运用流体力学，部分地采用归纳实验结果的半经验公式进行研究，这就形成了水力学，至今它仍与流体力学并行地发展。1822年，纳维（法）建立了粘性流体的基本运动方程；1845年，斯托克斯
水力学典型例题分析(上)
例题1 在旋转锥阀与阀座之间有厚度为1δ，动力粘度为μ的一层油膜，锥阀高为h,上、下底半径分别为1r 和2r 。 试证明，锥阀以角速度ω旋转时，作用在锥阀上的阻力矩为： T = 〔解〕证明： 任取r 到r+dr 的一条微元锥面环带，在半径r 处的速度梯度是 δ ωγ ，切应力ωγτμδ=， 假定锥面上的微元环形面积为dA ，则作用在锥阀微元环带表面上的微元摩擦力是dF=τdA 微元摩擦力矩 dT=τdA ?r 下面讨论dA 的表达式，设半锥角为θ,显然，由锥阀的几何关系可得 2 2 2121)(h r r r r Sin +--= θ θ ππθSin rdr dA rdr dASin 22= = ∴ dr r Sin rdA dT 3 2θ δπμωτ= = ( )1 1 2 2 44 123 2sin 2sin r r r r r r T dT r dr πμωπμωδθ δθ -= = = ?? 将)(4 24 1r r -进行因式分解，并将Sin θ的表达式代入化简整理上式可得 2 21212()(2T r r r r πμωδ = ++例题2 盛有水的密闭容器，其底部圆孔用金属圆球封闭，该球重19.6N ，直径D=10cm ，圆孔直径d=8cm ，水深H 1=50cm 外部容器水面低10cm ，H 2=40cm ，水面为大气压，容器内水面压强为p
(1)当p 0也为大气压时，求球体所受的压力； (2)当p (1)计算p 0=p a 如解例题2(a)图，由压力体的概念球体所受水压力为 ()()? ???? ?--=??????--=464622132213d H H D d H H D P γπγππ ())(205.0408.04.05.06 1.014.3980023↑=??? ????--??=N (2) 设所求真空度为Hm(水柱)高，欲使球体浮起，必须满足由于真空吸起的“吸力”+上举力=球重，如 解例题 2(b) 6.19205.04 2 =+d H πγ () ()m d H 39.008 .014.398004 205.06.194205.06.192 2=???-=-=γπ γ K P ≥0.39 p K ≥9800×0.39=3822N/m 2 当真空度p K ≥3822N/m 2 时，球将浮起。 例题3 管道从1d 突然扩大到2d 时的局部水头损失为j h '，为了减小水头损失的数值，在1d 与2d 之间再增加一个尺寸为d 的管段，试问：(1)d 取何值时可使整体的损失为最小；(2)此时的最小水头损失j h 为多少? 〔解〕(1)根据已知的圆管突然扩大局部水头损失公式
水力学第四版复习资料整理
水力学 一、概念 1.水力学：是一门技术学科，它是力学的一个分支。水力学的 任务是研究液体（主要是水）的平衡和机械运动的规律及其 实际应用。 2.水力学：分为水静力学和水动力学。 3.水静力学：关于液体平衡的规律，它研究液体处于静止（或 相对平衡）状态时，作用于液体上的各种力之间的关系。 4.水动力学：关于液体运动的规律，它研究液体在运动状态时， 作用于液体上的力与运动要素之间的关系，以及液体的运动 特性与能量转换等。 5.粘滞性：当液体处于运动状态时，若液体质点之间存在着相 对运动，则质点间要产生内在摩擦力抵抗其相对运动，这种 性质称为液体的粘滞性，此内摩擦力又称为粘滞力。 6.连续介质：一咱连续充满其所占据空间毫无空隙的连续体。 7.理想液体：就是把水看作绝对不可压缩、不能膨胀、没有粘 滞性、没有表面张力的连续介质。 8.质量力：通过所研究液体的每一部分质量而作用于液体的、 其大小与液体的质量与比例的力。如重力、惯性力。 9.单位质量力：作用在单位质量液体上的质量力。 10.绝对压强：以设想没有大气存在的绝对真空状态作为零点 计量的压强。p’>0
11.相对压强：把当地大气压Pa作为零点计量的压强。p 12.真空：当液体中某点的绝对压强小于当地压强，即其相对 压强为负值时，则称该点存在真空。也称负压。真空的大小用真空度Pk表示。 13.恒定流：在流场中任何空间点上所有的运动要素都不随时 间而改变，这种水流称为恒定流。 14.非恒定流：流场中任何空间点上有任何一个运动要是随时 间而变化的，这种水流称为非恒定流。 15.流管：在水流中任意取一微分面积dA，通过该面积周界上 的每一个点，均可作一根流线，这样就构成一个封闭的管状曲面，称为流管。 16.微小流束：充满以流管为边界的一束液流。 17.总流：有一定大小尺寸的实际水流。 18.过水断面：与微小流束或总流的流线成正交的横断面。 19.流量：单位时间内通过某一过水断面的液体体积。Q 20.均匀流：流线为相互平行的直线的水流 21.非均匀流：流线不是互相平行的直线的水流。按流线不平 行和弯曲的程度，可分为渐变流和急变流两种类型。 22.渐变流：当水流的流线虽然不是互相平行直线，但几乎近 于平行直线时称为渐变流（或缓变流）。所以渐变流的情况就是均匀流。 23.急变流：若水流的流线之间夹角很大或者流线的曲率半径
工程水力学复习资料
工程水力学 复习要点 液体的主要物理性质 连续介质、密度、粘滞性、压缩性、表面张力 一、水跃复习要点 1.棱柱体水平明渠的水跃方程 2.共轭水深的计算 3.水跃跃长的计算 1、一、水跃的概念 水跃（hydraulic jump）：是明槽水流从急流状态过渡到缓流状态时水面突然跃起的局部水力现象。 水跃的分区旋滚区：水跃区域的上部呈饱搀空气的表面旋滚似的水涡。 主流区：水跃区域下部为在铅直平面内急剧扩张前进的水流。 水跃区的几个要素 跃前水深——跃前断面（表面旋滚起点所在过水断面）的水深； 跃后水深——跃后断面（表面旋滚终点所在过水断面）的水深；水跃高度a=h“-h’水跃长度——跃前断面与跃后断面之间的距离 二、水跃的基本方程 1. 水跃函数
2.水跃的基本方程 式中、分别为跃前水深、跃后水深，称为共轭水深，即对于某一流量Q，具有相 同的水跃函数的那两个水深，即为共轭水深 三、水跃的形式 临界水跃：当时，水跃的跃首刚好发生在收缩断面上，跃后水深等于下游水深，称为临界水跃。 远离式水跃：当时，水跃发生在收缩断面之后，跃后水深大于下游水深，称为远离式水跃。 淹没水跃：当时，当下游水深大于临界水跃的跃后水深时，水跃淹没收缩断面，称为淹没水跃。 二、堰流及闸孔出流复习要点 1、概述 堰和堰流：无压缓流经障壁溢流时,上游发生壅水,然后水面跌落,这一局部水力现象称为堰流（Weir Flow）;障壁称为堰。 堰流的基本特征量 1.堰顶水头H；
2.堰宽b； 3.上游堰高P、下游堰高P1； 4.堰顶厚度δ； 5.上、下水位差z； 6.堰前行近流速υ0。 堰的分类 堰流及孔流的界限 堰流：当闸门启出水面，不影响闸坝泄流量时。 孔流：当闸门未启出水面，以致影响闸坝泄流量时。 堰流和孔流的判别式 2、堰流的基本公式 式中:m——堰流流量系数，m= 堰流公式 式中: ——淹没系数，≤1.0； ——侧收缩系数，≤1.0 。 m0——计及行近流速的流量系数。