(完整版)河流动力学作业参考答案[1].

第一次作业参考答案——第二章

2.2 100号筛孔的孔径是多少毫米?当泥沙粒径小于多少毫米时就必须用水析法作粒径分析答:1根据N 号筛的定义:1英寸内有N 个孔就称为N 号筛。1英寸

=25.4mm.。可知如果网线直径为D ,则N 号筛的孔径计算公式如下:

(25.4-D ×N/N=25.4/N-D

但本题并没有给出100号筛的网线直径,无法用公式进行计算。经查表可得,100号筛孔的孔径为0.149mm (表2-2或是0.147mm (表2-4。

2 对于粒径小于0.1mm 的细砂,由于各种原因难以用筛析法确定其粒径,而必须采用水析法作粒径分析。

注:第一问因为筛的网线直径可能不一样,所以以上两个答案都正确

2.5什么是级配曲线?给出中值粒径,算术平均粒径,几何平均粒径的定义或定义式? 答:1在仅以横轴采用对数刻度的坐标上,以粒径为横坐标,以小于粒径D 的重量百分比即小于该粒径D 的泥沙颗粒重量在总重量中所占比例为纵坐标,点绘数据连成的曲线,称为累计频率曲线,亦称级配曲线。

2中值粒径即累积频率曲线上纵坐标取值为50%时所对应得粒径值。换句话说,细于该粒径和粗于该粒径的泥沙颗粒各占50%的重量。

3算术平均粒径即各组粒径组平均粒径的重量百分比的加权平均值,计算公式为∑=??=n

i i

i m p D D 1

1001

4几何平均粒径是粒径取对数后进行平均运算,最终求得的平均粒径值。计算公式为

ln 1001exp(1

∑=??=n

i i i mg

p D D

注:关于级配曲线的定义错的比较多,并不是以粒径的对数或是负对数为横坐标,也不是

按几何级数变化的粒径尺度为分级标准……只要跟上述表达的意思一致都为正确答案。

2.6某海滩的沙粒粒度范围是 1.4

3.6φ=-,试给出以毫米为单位的颗粒粒径范围解:因为D 2log -=Φ,其中D 为颗粒粒径,所以可得到2D φ

3789.0224.111===-Φ-D ,0825.0226.322===-Φ-D

所以颗粒的粒径范围为0.083mm-0.379mm 。注:此题不要忘记单位

第二次作业参考答案——第二章

2.21 动床模型中常采用量瓶法测量浑水浓度?量瓶的容积约为1000cm 3,每次使用前需在当时水温下精确测量其容积。已知某次测量数据为:水温20℃,空瓶的质量为11

3.0g,空瓶加清水的质量为1146.14g,空瓶加浑水的质量为1149.42g,滤出瓶中浑水中的沙样烘干后得

沙的质量为52.99g 。已知模型沙的颗粒容重为1.065gf/cm 3

, 20℃时清水的容重为0.9982

gf/cm 3

,试求量瓶体积,沙样固体的体积,浑水的体积比和质量比浓度。解:水温20℃时,清水的重量为W=1146.14-113.0=1033.14gf

清水的容重为γ=0.9982gf/cm 3

量瓶的体积为

331033.14

1035.0031035.000.9982

W V cm cm γ

沙样固体的重量为 W s =52.99gf ;模型沙颗粒容重为s γ=1.065gf/cm 3 沙样固体的体积为

3352.99

49.7558749.761.065

s s

W V cm cm γ=

== 浑水的体积比浓度为 49.755870.048073 4.81%1035.003

s v V S V =

=== 浑水的重量比浓度为

33352.99

0.051198/0.0512/51.2/1035.003

s w W S gf cm gf cm kgf m V =====

注:公式,单位一定不要忘记,同时注意表达方式的书写。m ≠W, ρ≠γ,单位的换算。还有不要混淆gf 和g 的区别,前者是重力的单位,后者是质量的单位。

1kgf=1000gf=9.8N, 指的是1千克物体所受的重力。在计算中,重量也可以用质量来表示,单位是g ,表达符号是m.它与重量用力的表示,单位是gf ,数值上是一样的。

2.22推导例2-6中给出的重量ppm 值S 与重量比含沙量S v 的关系已知:

s w W S V =

总泥沙所占重量

浑水总体积

;6ppm 10S =?泥沙所占重量(重量浑水总重量求证:6

101(110

s S S γγγ--??=--

证明:

[][][]6666

(110(110(10(110s s

s w m m

w v v s v s v w s W W W S W V W S S S S S S S S S S γγγγγγγγγγγ----=

==?

=+-??=+-??=+-????=+-??????

总

总总

从而求得

101(110

w s S S γγγ--??=--

证明完毕

注:这个题目大家错的比较少,只有个别的同学没有证完。主要问题在于步骤少!

2.24动床河工模型设计中的一个重要参数是沉速比尺/p m ωλωω=,其中下标p 表示原型沙的沉速,下表ω表示模型沙的沉速。为了达到原型,模型淤积部位相似,常令

(

1/2

v h ωλλλ==,其中h λ是模型的垂向长度比尺。已知原型沙的容重是

32650/s kgf m γ=,原型沙的中值粒径是500.03D mm =,原型中水温为20℃。模型的垂

向长度比尺40h λ=,模型中用容重为3

1500/s kgf cm γ=的电木粉末作为模型沙。试求: (1试验时水温控制在20℃,则模型沙的中值粒径50D 应是多少?

(2试验中的实际水温是5℃,此时仍按(1算出的模型沙中值粒径50D 进行试验,则试验中实际的沉速比尺ωλ是多少?

(3试验时水温控制在20℃,但模型中悬沙浓度为100kg/m 3

,此时试验中实际的沉速比尺ωλ是多少?

提示:沉速用层流区公式计算,粒径用50D 代表,水的物理性质如下:

解:

(1原型沙粒径500.03D mm =<0.076mm ,流速可用层流区Stokes 公式计算: 2

118s gD γγωγ

;模型沙粒径更小,也符合Stokes 公式;温度相同,则,p m m p γγνν==于是: (2 1/2/sp

p p m

h sm m D D ωγγλωωλγγ

-??=== ?-??

; m D D =;

代入数据得:0.030.0216

m D mm ==。 (2若试验时模型水温为5o

C ,则仍有:2

s p p m m p m s m p m p

D D ωγγγνλωωγγγν-??== ?

-??;

(3模型中100 6.67%1500W

V s

S S γ=

=,((55

110.06670.7082V S ωω=-=-=; 于是:(

1/2

1.412 1.412 1.4128.930.7082p p p h m ωωωωλλωωω=

==?===?注:这个题目大家的问题比较多。

1. 公式的选择,最好用Stokes 公式。当然采用表2-8种其它三种层流计算公式不影响计

算结果。 2. 第一问中γ的确定,水温是在都为20o

C ,所以γ=998.2kgf/cm 3。

3. 第二问出现的问题最多。尤其注意原型与模型因温度的不同,p γ,m γ,p ν,m ν取值

得不同。原型是20o

C ,所以p γ=998.2kgf/cm 3;p ν=1.004?10-6m 2/s ;模型是5o

C ,所以m γ=1000kgf/cm 3; m ν=1.514?10-6m 2/s

4. 第三问V S 求解中,注意s γ=1500kgf/cm 3。以及长度比尺的应用。

5. 题目不一定非要每步都计算出结果,把公式简化后再计算,不容易出错

6. 注意数字的精度,在计算过程中尽量不要四舍五入,以免最后结果不准确。

第三次作业参考答案——第三章

3.7某渠道断面为梯形,底宽5.0m ,边坡1:2,坡降J=3/10000(万分之三,边壁突起高度

0.008s k m =,无床面形态。试用Einstein 的断面平均流速公式求335/Q m s =时的水深。解:忽略岸壁阻力,即b R R =。b

b R R R '''=+ 由于无床面形态,则b

R R R ''==。计算步骤如下:

(1给出h 的初始试算值。 (2由h 值求得水力半径R

水深与面积的关系为2

52A h h =+。湿周P

与水深的关系为5P =+

水力半径R

与水深的关系为2

R =。

(3由R R '=,用R '的值计算平均流速。(课本式3-18

5.75lg(12.27s

R k χ

其中s k =0.008m 。为了从图3-10查出χ,需要用到粘性底层厚度δ'的值: 64

*11.6U νδ--'==='故

k δ='

(4求出Q AU =,与给定的流量比较。

重复上述步骤,反复试算直至求出正确R 值。试算过程如下表所示,最终试算结果为h=2.586m 时Q=353

/m s

注:此题与例3-3不同,没有沙波阻力,用水深作为试算值准确些个别同学把水深与水力半径的关系写错表格格式化问题,单位不写

解:1 水槽过水断面面积A=Bh=2.4×0.31=0.7442

m 湿周P=B+2h=2.4+2×0.31=3.02m

水力半径0.744

0.2463.02A R m P ===

剪切流速*0.056/U m s =

010009.80.2460.0013 3.139RJ gRJ Pa τγρ===???=(这里不能用h代替03

3.139

1.022((265010009.80.1910s D τγγ-Θ=

==--???(图3-5~3-6,图3-9

3**6

0.0560.1910Re 10.610

U D

--??=

==(图3-5~3-8

639

1090.19100.0255/D

m s

ω--=-=-??= *

0.056

2.20.0255

U ω

=(图3-7

33262

9.8(0.191067.2(10gD ν--??==(图3-8

0.47Fr =

==(图3-9 查图3-5,图3-6,床面形态无法得知。

查图3-7,床面形态为过渡查图3-8,床面形态为平整查图3-9,床面形态为沙纹-沙垄图3-9与实测结果比较接近。

2水槽过水断面面积A=Bh=2.4×0.20=0.482

m 湿周P=B+2h=2.4+2×0.20=2.8m 水力半径0.480.1712.80A R m P ===

剪切流速*0.071/U m s =

010009.80.1710.0030 5.04RJ gRJ Pa τγρ===???= 03

5.04

1.640((265010009.80.1910s D τγγ-Θ=

==--??? 3**6

0.0710.1910Re 13.510

U D

--??=

639

1090.19100.0255/D

m s

ω--=-=-??=

0.071

2.80.0255

U ω

332

9.8(0.191067.2(10

gD ν--??==

0.94Fr =

== 查图3-5,图3-6,床面形态无法得知。

查图3-7,床面形态为逆行沙垄查图3-8,床面形态为平整查图3-9,床面形态为过渡区图3-7与实测结果比较接近。

注:个别同学计算剪切应力,剪切流速时水力半径R用水深H代替。还有好多同学没有计算沉速,有的查图不完整或是查错。

3.11某河流中平均流速 1.7/U m s =,平均水深 3.0h m =。水力坡降7.7/10000J =(万分之七点七,推移质粒径D=0.51mm ,试用图3-9判断河床上有无沙波形态。

解:0.314U Fr gh ===

3.00.00077

2.74(((2.6510.5110

s s hJ D D τγγγγγ-?Θ=

===---??查图3-9 可知河床上有沙波形态,床面形态是沙纹-沙垄。注:本题基本上没有问题

补充题:推导公式3-25 221/2(

w b w b P P

n n n P P

=+ 证明:设河岸的剪切应力为w τ,河床的剪切应力为b τ,过水断面湿周中河岸部分为w P ,河床部分为b P ,全断面边界剪切应力的平均值为0RJ τγ= 分割水体的受力平衡可得0w w b b P P P τττ=+ (1

由能坡分割法,设由边壁摩擦的产生的能坡为w J ,河床摩擦产生的能坡为b J

则有b b RJ τγ=,w w RJ τγ= 把以上各式代入(1式,则

b w RJ RJ RJ γγγ=+

根据曼宁公式, 设岸壁区,河床区水流速度w U ,b U ,则有

2/31/2

1U R J n

,2/31/21w w w U R J n =,2/31/21b b b U R J n = 22

4/3n U J R =,224/3w w n U J R =,224/3b b n U J R

= (2

将(2式代入(1式可得222222

1/31/3

1/3w b w b n U n U n U P P P R R R

γγγ=+ 因为w b U U U ==,则整理可得

222w w b b n P n P n P =+

即221/2(

w b w b P P

n n n P P

=+ 证明完毕

注:本题基本上没有问题,假定岸壁区域河床区流速相等都等于断面平均流速。第四次作业参考答案——第三章

3.8. 已知:梯形断面渠道,Q =403/m s ,坡降00008J =,5b m =,62

10/m s ν-=,泥沙粒

径

350.3D mm

650.9D mm

=,水深 2.0h m =。设断面平均流速U 由沙粒阻力决定,即

*'5.75lg 12.27's U R u k χ??

= ??

?,求沙粒阻力对应的水力半径'R 。解:

忽略岸壁阻力,即b R R =。试算如下: 1 给出'R 的初始试算值;

2 用'R 的试算值计算平均流速。650.0009s k D m ==,为了从图3-10查出,需要用到粘性底层δ'的值

64*11.6U νδ--'='

故

s k δ=

'*'' 5.75lg 12.27s R U u k χ??

=???

('5.75lg 12.270.50913633'0.0009R R χχ?

?== ??

3 求出Q AU =,与给定流量值比较。其中222

25 2.02 2.018A bh h m =+=?+?=。

因此,沙粒阻力对应的水力半径'R 为1.09m 。注:此题问题不大,还是表格的规范问题

3.12已知宽浅型冲积河道,单宽流量3

2.5/(q m s m = ,比降是3/10000J =(万分之三,500.5,D mm = 350.3,D mm = 650.9D mm =。试用Einstein 方法求其水深,并求此种情况

下的糙率n 和Darcy-Weisbach 系数f 各为多少?(如例题3-3 解:,忽略岸壁阻力的影响,即b R R =。计算步骤如下 1给出R '的初始试算值

2用R '的试算值计算平均流速

'5.75lg 12.27s R k χ??

= ???

其中650.0009s k D m ==,为了从图3-10查出χ值,需要用到粘性底层的厚度δ'的值。

64*11.6U νδ--'===

'故

s k δ=

'3用R '的试算值计算Einstein 的水流强度参数ψ'

35 2.6510.0003 1.6510.0003s D R J R R γγψγ--'=

=?=

'''

由图3-13中可查出此ψ'值对应的*

/U U ''值 4计算*

河流动力学概论(清华版)习题

河流动力学概论(清华版)习题第二章 1. 等容粒径、筛分粒径、沉降粒径的定义各是什么？为什么筛析法得到的泥沙颗粒粒径接近于它的等容粒径？答：（1）等容粒径为与泥沙颗粒体积相同的球体直径。如果泥沙颗粒的重量W 和容重γs （或体积V ）可以测定，则其等容粒径可按下式计算： 113 3 66n s V W D ππγ????== ? ????? （2）如果泥沙颗粒较细，不能用称重或体积法确定等容粒径时，一般可以采用筛析法确定其筛分粒径。设颗粒最后停留在孔径为D 1的筛网上，此前通过了孔径为D 2的筛网，则可以确定颗粒的粒径范围为D 1＜D ＜D 2。（3）对于粒径小于0.1 mm 的细砂，由于各种原因难以用筛析法确定其粒径，而必须用水析法测量颗粒在静水中的沉速，然后按照球体粒径与沉速的关系式，求出与泥沙颗粒密谋相同、沉速相等的球体直径，作为泥沙颗粒的沉降粒径。（4）对形状不规则的泥沙颗粒，可以量测出其互相垂直的长、中、短三轴，以a ，b ，c 表示。可以设想颗粒是以通过中轴筛孔的，因此筛析所得到的颗粒的中轴长度b 。对粒径较粗的天然泥沙的几何形状作统计分析，结果可以表达如下式： ()13 b ab c = 即中轴长度接近（实测结果为略大于）三轴的几何平均值。如果把颗粒视为椭球体，则其体积为 6 V abc π = 等容粒径为 ()11 3 36n V D abc π??== ??? 因此，如果上述各假设成立，则筛析法所得到的泥沙颗粒粒径（颗粒恰好通过的孔径）接近于它的等到容粒径。 2. 100号筛的孔径是多少毫米？当泥沙粒径小于多少毫米时就必须用水析法做粒径分析？答：查表2-2知100号筛的孔径是0.149 mm ，当泥沙粒径小于0.1 mm 时就必须用水析法做粒径分析。 3. 什么是颗粒的形状系数？答：有时采用形状系数（shape factor ）来综合表示颗粒形状特点，定义如下： SF = 4. 密度、容重、干容重在概念上有什么区别？答：

结构动力学试卷B卷答案

华中科技大学土木工程与力学学院《结构动力学》考试卷（B卷、闭卷） 2013～2014学年度第一学期成绩学号专业班级姓名一、简答题（每题5分、共25分） 1、刚度法和柔度法所建立的体系运动方程间有何联系？各在什么情况下使用方便？答：从位移协调的角度建立振动方程的方法为柔度法。从力系平衡的角度建立的振动方程的方法为刚度法。这两种方法在本质上是一致的，有着相同的前提条件。在便于求出刚度系数的体系中用刚度法方便。同理，在便于求出柔度系数的体系中用柔度法方便。在超静定结构中，一般用刚度法方便，静定结构中用柔度法方便。 2、什么叫动力系数，动力系数大小与哪些因素有关？单自由度体系位移动力系数与内力动力系数是否一样？答：动力系数是指最大动位移[y(t)]max与最大静位移yst的比值，其与体系的自振频率和荷载频率θ有关。当单自由度体系中的荷载作用在质量处才有位移动力系数与内力动力系数一样的结果。 3、什么叫临界阻尼？怎样量测体系振动过程中的阻尼比？若要避开共振应采取何种措施？答：当阻尼增大到体系在自由反应中不再引起振动，这时的阻尼称为临界阻尼。根据公式即测出第k次振幅和第k+n次振幅即可测出阻尼比。措施：○1可改变自振频率，如改变质量、刚度等。○2改变荷载的频率。○3可改变阻尼的大小，使之避开共振。 4、振型正交的物理意义是什么？振型正交有何应用？频率相等的两个主振型互相正交吗？答：物理意义：第k主振型的惯性力与第i主振型的位移做的功和第i主振型的惯性力与第k主振型的静位移做的功相等，即功的互等定理。作用：○1判断主振型的形状特点。○2利用正交关系来确定位移展开公式中的系数。 5、应用能量法求频率时，所设的位移函数应满足什么条件？其计算的第一频率与精确解相比是偏高还是偏低？什么情况下用能量法可得到精确解？答：所设位移函数要满足位移边界条件，同时要尽可能与真实情况相符。第一频率与精确解相比偏高。如果所假设的位移形状系数与主振型的刚好一致，则可以得到精确解。

河流动力学重点

前言 1.河流动力学就是以力学及统计等方法研究河流在水流、泥沙和河床边界三者共同作用下的变化规律的学科！主要内容包括泥沙运动和河床演变！ 2.河流动力学的研究方法有理论研究、试验研究、原型观测、数学模型。第一章 1.P16等容粒径公式。 2.粒径大小分类、漂石、卵石、砾石、沙砾、粉粒、黏粒， 3.有效密度的表示方法(PS-P)/P 4.从自然界取得的原状泥沙，经过100到105度的温度烘干后，其质量与原泥沙整体体积的比值称为泥沙的干密度。相应重量的比值称为干容重。 5.泥沙干密度主要受泥沙粒径、淤积厚度、淤积历时等因素的影响，注意图p21，P22的图 6.在静水中的泥沙，由于颗粒之间的摩擦作用，可以堆积成一定角度的稳定倾斜而不塌落，倾斜面与水平面的夹角称为泥沙的水下停止角！第二章 1泥沙沉降速度是指单颗泥沙在足够大的静止请水中等速下沉时的速度，简称沉速。由于泥沙颗粒越粗，沉速越大，因此又被称为水力粗度! 2雷诺数小于0.5为停滞性状态，大于1000属于紊动状态，介于之间属于过渡状态。 3影响泥沙沉降速度因素有，颗粒形状，边壁条件，含沙浓度，紊动，絮凝等 4泥沙颗粒越细。其比表面积越大，当泥沙粒径小于0.01毫米，颗粒表面的物理化学作用可使颗粒之间产生微观结构，随着这种颗粒泥沙的增加，相邻的若干带有吸附水膜的细颗粒便彼此连接在一起形成絮团，这种现象称为絮凝现象。第三章注意资料计算题游荡型河段演变规律：形态特性，平面形态看，河身比较顺直，往往宽窄相间，类视藕节状，河段内河床宽浅，洲摊密布，岔道交织。水流特性：因河床宽浅，平均水深很小。水文特性表现为暴涨暴落，年内流量变化大。输沙特性：含沙量大，而且同流量下含沙量变化很大，流量与含沙量关系不明显。同意流量，因上站含沙量的不同，其输沙率相差很大，出现多来多排，少来少排现象。演变规律：冲淤变化，汛期主槽冲刷，滩地淤积。非汛期，主槽淤积，滩地坍塌。从长时间看，表现为主槽淤积抬高，而滩地持续抬高。平面变化上，主流摆动不定，主槽位置也摆动，摆幅相当大导致河势变化剧烈！第四章床面形态与水流阻力 1、沙波作为河床表面推移质泥沙运动的主要外在表现形式，直接关系到河床的变形，决定河床的阻力。随水流强度的不断变化，沙波有其产生、发展和消亡的过程。 2、沙波的五个发展阶段：沙纹→沙垄→过渡、动平整→沙浪→急滩与深潭 ①沙纹：水流流过平整的河床床面，在水流达到一定强度后，部分沙粒开始运动，此后不久，少量沙粒聚集在床面的某些部位，形成小丘，徐徐向前移动加长，最后连接成为形状及其规则的沙纹。沙纹尺度较小，主要是近壁层流层的不稳定性所产生，与平均水深关系不大。随着水流强度的增大，沙纹在平面上逐渐从顺直过渡到弯曲、再过渡到对称和不对称的沙鳞。 ②沙垄：随着流速的增加，沙纹发展成沙垄，其尺寸与水深有密切关系。在平面外形上，在水流强度逐渐加大的过程中，沙垄将自顺直发展到弯曲，成悬链和新月形。

河流动力学作业六

《河流动力学》课程报告专题六、七：河流泥沙数学模型及河工模型 1 河流泥沙数学模型简介随着计算机技术的高速发展和河流泥沙基本理论的进步，水沙数学模型得到了快速发展，被广泛地应用于水利工程、江河治理和河口海岸与泥沙运动有关的领域中，解决了很多生产难题，发挥了巨大效益。水沙数学模型包括：1D模型、平面2D模型、立面2D模型、准3D、完全3D等。数学模型要求应该能够严格遵守物理原理、边界和初始条件，能够节省时间、人力和成本，具体的模型选择要经过方案比选与优化。泥沙数学模型的功能主要是帮助解决实际问题和发现新的机理或规律。前者包括：河道演变、水库泥沙淤积、水力工程的下游冲刷、取水口的稳定性、引航道及港地回淤、河口海岸工程泥沙问题。后者主要是通过对比分析大量计算方案成果，有可能发现河道演变、水库泥沙淤积等的内在机理。这是模型试验和资料分析无法达到的，因为这些方法所反映的情况是有限的。数学模型应满足一下基本要求：满足物理的基本原理、被分析方法所检验（分析解、人工解）、被实验和实测资料所检验、可以预测主要的物理过程、数值解稳定收敛、数值结果可接受、符合实际情况。 2 河流泥沙数学模型的控制方程、模型建立与使用主要方程包括水流连续方程、水流运动方程、泥沙连续方程以及其他补充方程。常用的控制方程包括：3D悬移质运动扩散方程、3D水流运动方程、平面2D水流泥沙运动方程、立面2D水流泥沙运动方程、1D水流泥沙运动方程（水流连续方程、水流动量方程、泥沙连续方程）。数学模型的建立流程如下：数学模型的使用中，以下环节需要重点关注和讨论分析：微分方程的离散，挟沙能力的分析及其表达式使用、挟沙能力系数，回复饱和系数的表达式，边界和初始条件，断面信息

河流动力学实验报告模版

河流动力学实验 (一) 武汉大学水利水电学院二〇一二年十月

实验一泥沙颗粒分析试验一、实验目的及项目 1、掌握实验室中运用筛分法及移液管体分析河床质、悬移质沙样的方法。 2、掌握绘制泥沙颗粒级配曲线的方法，求出泥沙样品的50d ，pj d ，?=等特征值。二、筛分析法：适用于粒径大于0.1毫米（或：0.074、0.060毫米）的泥沙颗粒分析。（一）试验设备 1、粗筛：园孔，孔径为200、100、60、40、20、10、5、2毫米。 2、细筛：方孔，孔径为5.0、2.0、1.0、0.5、0.25、0.1、（或0.074、0.06）毫米。 3、洗筛：孔径为0.1毫米。 4、其他：振筛机、烘箱、天平、毛刷、盛沙杯等。（二）操作步骤 1、检查沙样：用玻璃棒在沙样中搅拌，如玻璃棒没有粘附沙粒。则可以为已风干，否则应作风干处理，如沙样过多，则用四分法取出代表性沙样分析。 2、将分取沙样，（大约100-300克左右）放在天平上称出总重量，准确至0.01克。 3、根据沙样的最大粒径，准备好粗、细筛数只，并按孔径由大到小依次排列备用。 4、将沙样倾入粗筛之最上一层，加盖后，放在振筛机上振筛15分钟。 5、从最上一层开始，顺序将各级筛取下，在纸上用手扣打摇晃，直至无沙漏下为止，漏下之沙放在下一级筛内，卡在孔径中之沙。应计入本层筛之内。 6、将留在各级筛上之沙，扫入编号杯内，分别称重。 7、测记最大粒径：在最上一层筛内，找出最大一颗粒沙子，量其粒径为沙样最大粒径。（三）实验记录

武汉大学水利水电学院质筛分析记录计算表表一分析：核算：三、移液管法（一）试验设备 1、移液管分析仪一套，本仪器只适用于粒径小于0.1mm及浓度为0.3~2%的泥沙颗粒分析。 2、盛沙杯：容量为100ml的玻璃杯7个。 3、沉降筒：容量为600ml的玻璃量筒一个。 4、温度计：量度50℃，最小刻度0.1℃一支。 5、电动天平：感量万分之一克。

河流动力学-复习题教学内容

河流动力学-复习题

泥沙特性粒径：就是体积与泥沙颗粒相等的球体的直径。粒配曲线的特点、参数、作法: 沙样的平均粒径D m 是沙样内各泥沙粒径组的加权平均值。横坐标D 粒径，纵坐标P 百分数。作法：将粒配曲线的纵坐标p 按变化情况分成若干组，并在横坐标D 上定出各组泥沙相应的上、下限粒径D max 和D min 以及各组泥沙在整个沙样中所占的重量百分比p 。 D ∑ ∑ ==??=n i i n i i i m P P D 11 分选系数S 125 75≥=D D o 泥沙中孔隙的容积占沙样总容积的百分比称为孔隙率。比表面积就是颗粒表面积与体积之比。颗粒比表面积间接地反映了颗粒受到的物理化学作用与重力作用的相对大小。颗粒表面离子层及周围的反离子层（吸附层及扩散层）构成颗粒的双电子层。细颗粒泥沙在一定条件下彼此聚合的过程叫做絮凝。影响絮凝的因素：粒径、电解质价位、含沙量、含盐量。取未经扰动的原状沙样，量出它的体积，然后在烘箱内经100-105度的温度烘干后，其重量（或质量）与原状沙样整个体积之比，称为泥沙的干容重或干密度。单颗粒泥沙在无限大静止清水水体中匀速下沉时的速度称为泥沙的沉降速度。单位cm/s 推移质运动

滑动或滚动的泥沙，在运动中始终保持与床面接触叫做接触质。在床面附近以跳跃形式前进的泥沙叫做跃移质。悬浮在水中运动，速度与水流速度基本相同的泥沙叫做悬移质。河床上静止的泥沙颗粒，随着水流条件的增强，到一定条件时开始运动，这种现象称为泥沙的起动。床面泥沙由静止状态转变为运动状态的临界水流条件就是泥沙的起动条件。可用流速、拖曳力或功率表示。用水流垂线平均流速来表示叫起动流速。起动拖曳力是指泥沙处于起动状态的床面剪切力。2 *U hJ o ργτ== 泥沙颗粒由运动状态转变为静止状态的临界垂线平均流速叫止动流速。 U C C KU =,岗卡0.71 窦、沙0.83 扬动流速是床面泥沙由静止直接转入悬移状态的临界垂线平均流速。沙波形态的四种类型：带状(顺直)沙波、断续蛇曲（弯曲）状沙波、新月形沙波、舌状沙波沙波运动两现象：一是沙波对床沙的分选作用，二是较粗泥沙运动的间歇性。沙波表面附近的水流流速是沿程变化的，波峰处流速最大，波谷处流速最小。床面阻力包括沙粒阻力和沙波阻力。沙粒阻力系床面沙粒阻力的摩阻而引起也称为表面阻力。沙波阻力属形状阻力，使迎水面与背水面产生压力差而引起。沙粒阻力与沙波阻力就是动床阻力。一定的水流及床沙组成条件下，河道处于不冲不淤输沙平衡状态时，单位时间内通过过水断面的推移质数量，称为推移质输沙率，以G b 表示。推移质输沙率分五类：以流速为主要参变数、以拖曳力为主要参变数、根据能量平衡观点、从统计法则考虑以及按沙波运行规律来分析。

2016结构动力学(硕)答案.pdf

《结构动力学》试题（硕）一、名词解释：（每题3分，共15分）约束动力系数广义力虚功原理达朗贝原理二、简答：（每题5分，共20分） 1. 为什么说自振周期是结构的固有性质？它与结构哪些固有量有关？2. 阻尼对自由振动有什么影响？减幅系数的物理意义是什么？3.简述用振型叠加法求解多自由度体系动力响应的基本原理及适用条件分别是什么？答：振型叠加法的基本原理是利用了振型的正交性，既对于多自由度体系，必有： 0T m n m ， 0T m n k （式中m 、n 为结构的第m 、n 阶振型，m 、k 为结构的质量矩阵和刚度矩阵）。利用正交性和正规坐标，将质量与刚度矩阵有非对角项耦合的 N 个联立运动微分方程转换成为N 个独立的正规坐标方程（解耦）。分别求解每一个正规坐标的反应，然后根据叠加V=ΦY 即得出用原始坐标表示的反应。由于在计算中应用了叠加原理，所以振型叠加法只适用于线性体系的动力分析。若体系为非线性，可采用逐步积分法进行反应分析。 4.什么是结构的动力自由度？动力自由度与静力自由度的区别何在？答：动力自由度是指结构体系在任意瞬时的一切可能变形中，决定全部质量位置所需的独立参数的数目。静力自由度是指确定体系在空间中的位置所需的独立参数的数目。前者是由于系统的弹性变形而引起各质点的位移分量；而后者则是指结构中的刚体由于约束不够而产生的刚体运动。三、计算（每题13分，共65分） 1.图1所示两质点动力体系，用 D ’Alembert 原理求运动方程。图1

2.图2所示，一长为l，弯曲刚度为EI的悬臂梁自由端有一质量为m的小球，小球又被支承在刚度为k2的弹簧上，忽略梁的质量，求系统的固有频率。图2 3.图3所示，一重mg的圆柱体，其半径为r，在一半径为R的弧表面上作无滑动的滚动，求在平衡位置(最低点)附近作微振动的固有频率。

河流动力学复习整理

（0）河流动力学概念:研究冲积河流在自然状态下以及受人工建筑物影响以后河道水流、泥沙运动规律和河床演变规律及其应用的学科。主要研究内容: 水流结构：研究水流内部运动特征及运动要素的空间分布; 泥沙运动：研究泥沙冲刷、搬运和堆积的机理; 河床演变：研究河流的河床形态、演变规律以及人为干扰引起的再造床过程; 河床变形预测：研究预测水流、泥沙运动及河床冲淤演变的方法. 研究方法: 理论分析, 室内试验,现场观测，数值计算（1）河道水流的基本特性：河道水流的二相特性；河道水流的三维性；河道水流的不恒定性；河道水流的不均匀性河道水流的水流结构：主流，副流，环流二维明渠流速的分布规律：1.直线层，也成粘滞底层，切应力只有粘滞切力，流速按直线分布2.过渡层，粘滞切力与紊动切力同时存在，流动是层流和紊流的过渡区，该层没有统一的流速分布公式，近似按直线层或对数层公式计算3.对数层，切应力主要是紊动切应力，流速按对数分布4外层区.在对数层以上到水面的区间，切力主要是紊动力，流速分布常以缺速公式表示，故也称缺速区。流速分布要受上部边界影响，与边壁糙率也有一定关系。河道水流阻力分解图：见ppt1 76页明渠二维流的阻力损失表达方式：见ppt1 77页（3）按运动状态分，泥沙的运动形式有：（床沙），推移质、悬移质泥沙交换现象：推移质泥沙运动特点：间歇性、置换性、速度小、跳跃性、数量少、消耗时均能量悬移质泥沙运动特点：速度大、悬浮性、置换性、数量多、消耗紊动能冲泄质：河流挟带的泥沙中粒径较细的部分，且在河床中数量很少或基本不存在的泥沙。床沙质：河流挟带的泥沙中粒径较粗的部分，且在河床中大量存在的泥沙。两者主要区别：1.前者是非造床质泥沙，后者是造床质。2.前者粒径较小，后者粒径较大3.前者在水流中的含量不仅取决于水流条件，还与河段上游流域供沙条件有关。推移质~悬移质与床沙质~冲泄质命名的区别：前者按运动方式分；后者按造床作用、颗粒大小和泥沙来源分。异重流：两种或两种以上的流体相互接触，而流体间有一定的但是较小的重度（密度）差异，如果其中一种流体沿着交界面的方向流动，在流动过程中不与其它流体发生全局性的掺混现象的运动。异重流主要特征：（1）异重流的重度差很小，重力作用小，惯性作用大（2）具有翻越障碍以及爬高的能力（5）泥沙悬浮机理：含沙量具有上稀下浓的沿垂线梯度。泥沙悬浮扩散理论：基于泥沙颗粒在紊流中随机运动来求解泥沙浓度垂向分布的理论重力理论：挟带悬移质的水流在运动过程中要消耗能量。所消耗能量分为两部分，一部分用于克服边界的阻力；另一部分用于维持悬移质的悬浮。重力理论的观点认为，悬移质的比重一般比水大得多，要使它在水里不下沉，水流必须对它做功以维持悬浮，即水流必须为此而消耗能量。推求悬移质含沙量沿垂线分布规律有哪些方法：1.Rouse 公式2. 张瑞瑾公式3重力理论——维利卡诺夫公。. Rouse 方程及其中悬浮指标Z 的意义和如何计算：z a a h a y y h S S ??? ? ??-?-=，*=kU z ω，实际代表了重力作用与紊动扩散作用的相互关系

工硕_河流动力学课程作业及参考答案

《河流动力学》专业选修课，40学时，2学分主要参考书： 1.泥沙运动力学，钱宁，万兆惠，科学出版社 2.河流泥沙工程学，武汉水利电力学院，水利电力出版社 3.河流动力学，陈立，明宗富，武汉大学出版社，2001 4.河流泥沙动力学，张瑞瑾，谢鉴衡等，水利电力出版社主要参考以下问题写读书笔记 1.叙述泥沙的颗粒性质，并说明为什么颗粒大小是泥沙最重要的性质？ 2.简要叙述泥沙的群体性质。 3.推导孤立圆球在无限静水中等速沉降的沉速公式。 4.简要叙述影响泥沙沉速的因素及其研究成果。 5.解释下面概念：拖曳力；上举力；粒间离散力；接触质；层移质；跃移质；床沙质；冲泻质；悬移质；推移质；输沙率；高含沙水流；异重流。 6.说明推移质与悬移质的区别。 7.推导以流速为主要参数的推移质输沙率公式。 8.何谓悬移质含沙量的垂线分布？简要叙述关于悬移质含沙量垂线分布的两种理论。 9.说明水流挟沙力的定义以及它与河床冲淤之间的关系。 10.简要叙述泥沙的存在对水流所产生的影响。参考答案： 1.叙述泥沙的颗粒性质，并说明为什么颗粒大小是泥沙最重要的性质。答：（1）泥沙的几何性质泥沙的几何性质是指泥沙颗粒的形状和大小，或者说泥沙颗粒的形状与粒径。泥沙颗粒的不同形状与他们在水流中的运动状态密切相关。较粗的颗粒沿河底推移前进，碰撞的机会较多，碰撞时动量较大，容易磨成圆滑的外形；较细的泥沙颗粒随水流浮游前进，碰撞的机会较少，碰撞时动量较小，不易磨损，因此能够保持棱角峥嵘的外形。 ①泥沙的粒径是泥沙颗粒的大小的量度，由于泥沙颗粒形状不规则，不易确定其直径，通常所说的粒径为泥沙的等容粒径的简称。所谓等容粒径，就是体积与泥沙颗粒相等的球体的直径。设某

结构力学练习题及答案

一．是非题（将判断结果填入括弧：以O 表示正确，X 表示错误）（本大题分4小题，共 11分） 1 . (本小题 3分) 图示结构中DE 杆的轴力F NDE =F P /3。（）. 2 . (本小题 4分) 用力法解超静定结构时，只能采用多余约束力作为基本未知量。（） 3 . (本小题 2分) 力矩分配中的传递系数等于传递弯矩与分配弯矩之比，它与外因无关。（） 4 . (本小题 2分) 用位移法解超静定结构时，基本结构超静定次数一定比原结构高。（）二．选择题（将选中答案的字母填入括弧内）（本大题分5小题，共21分） 1 （本小题6分）图示结构EI=常数，截面A 右侧的弯矩为：（） A ．2/M ； B ．M ； C ．0； D. )2/(EI M 。 2. （本小题4分）图示桁架下弦承载，下面画出的杆件内力影响线，此杆件是：（）Ａ.ch; B.ci; C.dj; D.cj. 2

3. (本小题 4分) 图a 结构的最后弯矩图为： A. 图b; B. 图c; C. 图d; D.都不对。（） ( a) (b) (c) (d) 4. (本小题 4分) 用图乘法求位移的必要条件之一是： A.单位荷载下的弯矩图为一直线； B.结构可分为等截面直杆段； C.所有杆件EI 为常数且相同； D.结构必须是静定的。 ( ) 5. （本小题3分）图示梁A 点的竖向位移为（向下为正）：( ) Ａ．F P l 3 /(24EI); B. F P l 3 /(!6EI); C. 5F P l 3 /(96EI); D. 5F P l 3 /(48EI). 三（本大题 5分）对图示体系进行几何组成分析。 F P =1

结构动力学习题解答一二章

第一章单自由度系统 1、1 总结求单自由度系统固有频率的方法与步骤。单自由度系统固有频率求法有:牛顿第二定律法、动量距定理法、拉格朗日方程法与能量守恒定理法。 1、牛顿第二定律法适用范围:所有的单自由度系统的振动。解题步骤:(1) 对系统进行受力分析,得到系统所受的合力; (2) 利用牛顿第二定律∑=F x m && ,得到系统的运动微分方程; (3) 求解该方程所对应的特征方程的特征根,得到该系统的固有频率。 2、动量距定理法适用范围:绕定轴转动的单自由度系统的振动。解题步骤:(1) 对系统进行受力分析与动量距分析; (2) 利用动量距定理J ∑=M θ &&,得到系统的运动微分方程; (3) 求解该方程所对应的特征方程的特征根,得到该系统的固有频率。 3、拉格朗日方程法: 适用范围:所有的单自由度系统的振动。解题步骤:(1)设系统的广义坐标为θ,写出系统对于坐标θ的动能T 与势能U 的表达式;进一步写求出拉格朗日函数的表达式:L=T-U ; (2)由格朗日方程 θθ ??- ???L L dt )(&=0,得到系统的运动微分方程; (3) 求解该方程所对应的特征方程的特征根,得到该系统的固有频率。 4、能量守恒定理法适用范围:所有无阻尼的单自由度保守系统的振动。解题步骤:(1)对系统进行运动分析、选广义坐标、写出在该坐标下系统的动能T 与势能U 的表达式;进一步写出机械能守恒定理的表达式 T+U=Const (2)将能量守恒定理T+U=Const 对时间求导得零,即 0) (=+dt U T d ,进一步得到系统的运动微分方程; (3) 求解该方程所对应的特征方程的特征根,得到该系统的固有频率。 1、2 叙述用衰减法求单自由度系统阻尼比的方法与步骤。用衰减法求单自由度系统阻尼比的方法有两个:衰减曲线法与共振法。方法一:衰减曲线法。求解步骤:(1)利用试验测得单自由度系统的衰减振动曲线,并测得周期与相邻波峰与波谷的幅值i A 、1+i A 。 (2)由对数衰减率定义 )ln( 1 +=i i A A δ, 进一步推导有 2 12ζ πζδ-= ,

结构力学试题及答案汇总(完整版)

. ... . 院（系）建筑工程系学号三明学院姓名 . 密封线内不要答题密封……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………结构力学试题答案汇总一、选择题(每小题3分,共18分) 1. 图示体系的几何组成为：（ A ） A. 几何不变，无多余联系； B. 几何不变，有多余联系； C. 瞬变； D. 常变。（第1题）（第4题） 2. 静定结构在支座移动时，会产生：（ C ） A. 力； B. 应力； C. 刚体位移； D. 变形。 3. 在径向均布荷载作用下，三铰拱的合理轴线为：（ B ） A ．圆弧线； B ．抛物线； C ．悬链线； D ．正弦曲线。 4. 图示桁架的零杆数目为：（ D ） A. 6； B. 7； C. 8； D. 9。 5. 图 a 结构的最后弯矩图为：（ A ） A ．图 b ； B ．图 c ； C ．图 d ； D ．都不对。 6. 力法方程是沿基本未知量方向的：（ C ） A ．力的平衡方程； B ．位移为零方程； C ．位移协调方程； D ．力的平衡及位移为零方程。

. ... . 二、填空题（每题3分,共9分） 1.从几何组成上讲，静定和超静定结构都是___几何不变____ 体系，前者___无__多余约束而后者____有___多余约束。 2. 图 b 是图 a 结构 ___B__ 截面的 __剪力__ 影响线。 3. 图示结构 AB 杆 B 端的转动刚度为 ___i___, 分配系数为 ____1/8 ____, 传递系数为 ___-1__。三、简答题（每题5分，共10分） 1.静定结构内力分析情况与杆件截面的几何性质、材料物理性质是否相关？为什么？答：因为静定结构内力可仅由平衡方程求得，因此与杆件截面的几何性质无关，与材料物理性质也无关。 2.影响线横坐标和纵坐标的物理意义是什么？答：横坐标是单位移动荷载作用位置，纵坐标是单位移动荷载作用在此位置时物理量的影响系数值。四、计算分析题，写出主要解题步骤(4小题,共63分) 1.作图示体系的几何组成分析（说明理由），并求指定杆1和2的轴力。（本题16分）（本题16分）1.因为w=0 所以本体系为无多约束的几何不变体系。（4分） F N1=- F P （6分）； F N2=P F 3 10（6分）。 2.作图示结构的 M 图。（本题15分）

河流动力学作业

作业一 1. 有一（1=0.Im,从水深li=10m 的水面抛入7K 中，水的流速若不考虑动水流动的影响，求卵石沉到河底的水平距离？解：d=0.1m=100mm>2mm,^用沙玉清紊流区公式 co=l.14 J —_ gd = 1.14 ^1.65x9.8x0.1 = 1.45 in /s s=ut=lx6.90=6.90 m 故卵石沉到河底的水平距离为6.90m. 2. 什么是泥沙沉速？球体的沉逮与等容泥沙的沉速是否相同？为什么？答：单颗粒泥沙在足够大的静止清水中等速下沉时的速度，称为泥沙的沉速。球体的沉速与等容泥沙的沉速不相同。因为泥沙的形状复杂，沉降中受到的阻力较球体沉降阻力大，同粒径的沉速有所减小。答：当水质中含有较多的细颗粒泥沙，特别是含有复奈化学成分时，泥沙不再以单颗粒的形式下沉，而是结成一团下沉，这种现象称为絮凝现象。影响泥沙絮凝作用的因素包括泥沙粒径、矿物成分.含沙量及水质等。 4.试比较岗恰洛夫、沙玉清.弓瘵瑾的泥沙沉速公式，说明在层流.紊流.过渡区中泥沙沉速的计算公式有何不同？如何判别层流、紊汛过渡区这三种绕流状态？答：比较岗恰洛夫、沙玉清和张瑞瑾的泥沙沉速公式可得，三者在层流区的计算公式形式一样，其中岗恰洛夫和沙玉清的公式完全一致，阻力系数Cd 都取的"24,而张瑞瑾取的1/25.6。三者在紊流区的泥沙沉速公式形式也完全一致，仅阻力系数取值不一样，最后简化而得的岗恰洛夫公式为3=1. 06可号1皿，抄玉清公式为 3= 1.14J 牛绻，张瑞瑾公式为3=1.04寸牛匕如三者在过渡区的公式差异最大，岗恰洛夫对比了滞流区沉速公式的结构形式，认犬过渡区公式几个变量的方次应该介于滞流区和紊流区之间，取的d 的方次为1,比工的方次为2/3八的方次由-1逐 Y 2/3 1/ _ 1/ 渐増至0,最后取过渡区沉速公式的结构形式为3邙务（节丄严d, R 为无量纲系数，是表征粒径和温度变化改变粘滞性影响的一个附加因素；沙玉清在研尢过渡区泥沙沉降规律时引逬了两个新的判数，即沉速判数S 。和过渡区粒径判数4两者均为沙粒雷诺数R”的函数，只要找岀两个判数之间的关系即可从d 求岀3,而无须进行试算，从而沙玉清沉速公式为也山+ 3.790 Sig "577?亠39。张瑞瑾在研究泥沙的静水沉速时认为过渡区的阻力既有粘滞力的特点，也有=6.90 s 什么是絮翩象？影响絮擬的因素有哪些? 10 145

河流动力学作业参考答案共16页文档

第一次作业参考答案——第二章 2.2 100号筛孔的孔径是多少毫米？当泥沙粒径小于多少毫米时就必须用水析法作粒径分析答：1）根据N 号筛的定义：1英寸内有N 个孔就称为N 号筛。1英寸=25.4mm.。可知如果网线直径为D ，则N 号筛的孔径计算公式如下: (25.4－D ×N)/N=25.4/N-D 但本题并没有给出100号筛的网线直径，无法用公式进行计算。经查表可得，100号筛孔的孔径为0.149mm （表2-2）或是0.147mm （表2-4）。 2) 对于粒径小于0.1mm 的细砂，由于各种原因难以用筛析法确定其粒径，而必须采用水析法作粒径分析。注：第一问因为筛的网线直径可能不一样，所以以上两个答案都正确 2.5什么是级配曲线？给出中值粒径，算术平均粒径，几何平均粒径的定义或定义式？答：1）在仅以横轴采用对数刻度的坐标上，以粒径为横坐标，以小于粒径D 的重量百分比即小于该粒径D 的泥沙颗粒重量在总重量中所占比例为纵坐标，点绘数据连成的曲线，称为累计频率曲线，亦称级配曲线。 2）中值粒径即累积频率曲线上纵坐标取值为50%时所对应得粒径值。换句话说，细于该粒径和粗于该粒径的泥沙颗粒各占50%的重量。 3）算术平均粒径即各组粒径组平均粒径的重量百分比的加权平均值，计算公式为 ∑=??= n i i i m p D D 1 100 1 4）几何平均粒径是粒径取对数后进行平均运算，最终求得的平均粒径值。计算公式为 ) ln 100 1 ex p( 1 ∑=??=n i i i mg p D D 注：关于级配曲线的定义错的比较多，并不是以粒径的对数或是负对数为横坐标，也不是按几何级数变化的粒径尺度为分级标准……只要跟上述表达的意思一致都为正确答案。 2.6某海滩的沙粒粒度范围是 1.4 3.6φ=-，试给出以毫米为单位的颗粒粒径范围解：因为D 2log -=Φ，其中D 为颗粒粒径，所以可得到2D φ -= 所以颗粒的粒径范围为0.083mm-0.379mm 。注：此题不要忘记单位第二次作业参考答案——第二章 2.21 动床模型中常采用量瓶法测量浑水浓度？量瓶的容积约为1000cm 3,每次使用前需在当时水温下精确测量其容积。已知某次测量数据为：水温20℃，空瓶的质量为11 3.0g,空瓶加清水的质量为1146.14g,空瓶加浑水的质量为1149.42g,滤出瓶中浑水中的沙样烘干后得沙的质量为52.99g 。已知模型沙的颗粒容重为1.065gf/cm 3 , 20℃时清水的容重为0.9982 gf/cm 3 ，试求量瓶体积，沙样固体的体积，浑水的体积比和质量比浓度。解：水温20℃时，清水的重量为W=1146.14-113.0=1033.14gf 清水的容重为 γ=0.9982gf/cm 3 量瓶的体积为沙样固体的重量为 W s =52.99gf ；模型沙颗粒容重为 s γ=1.065gf/cm 3 沙样固体的体积为

13结构动力学习题

1.1 不计轴向变形，图示体系的振动自由度为2。 1.2 不计轴向变形，图示体系的振动自由度为1。 1.3 不计轴向变形，图示体系的振动自由度为2。 1.4 结构的自振频率不仅与质量和刚度有关，还与干扰力有关。 1.5 单自由度体系，考虑阻尼时，频率变小。 1.6 弹性力与位移反向，惯性力与加速度反向，阻尼力与速度反向。 1.7 如简谐荷载作用在单自由度体系的质点上且沿着振动方向，体系各截面的内力和位移动力系数相同。 1.8 在建立质点振动微分方程时，考虑不考虑质点的重力，对动位移无影响。 1.9 图示体系在简谐荷载作用下，不论频率比如何，动位移y(t) 总是与荷载P(t) 同向。 1.10 多自由度体系自由振动过程中，某一主振型的惯性力不会在其它主振型上做功。二、单项选择题 2.1 在单自由度体系受迫振动的动位移幅值计算公式中，yst是 A 质量的重力所引起的静位移 B 动荷载的幅值所引起的静位移 C 动荷载引起的动位移 D 质量的重力和动荷载复制所引起的静位移 2.2 无阻尼单自由度体系的自由振动方程：。则质点的振幅y max= 2.3 多自由度振动体系的刚度矩阵和柔度矩阵的关系是 2.4 图示四结构，柱子的刚度、高度相同，横梁刚度为无穷大，质量相同，集中在横梁上。它们的自振频率自左至右分别为ω1，ω2，ω3，ω4，那么它们的关系是

2.5 图示四结构，柱子的刚度、高度相同，横梁刚度为无穷大，质量相同，集中在横梁上。它们的自振频率自左至右分别为ω1，ω2，ω3，ω4，那么它们的关系是 2.6 已知两个自由度体系的质量矩阵为，Y22等于 A －0.5 B 0. 5 C 1 D －0.25 2.7 不计阻尼，不计自重，不考虑杆件的轴向变形，图示体系的自振频率为 2.8 图示四个相同的桁架，只是集中质量m的位置不同，，它们的自振频率自左至右分别为ω1，ω2，ω3，ω4，（忽略阻尼及竖向振动作用，各杆EA为常数），那么它们的关系是 2.9 设ω为结构的自振频率，θ为荷载频率，β为动力系数下列论述正确的是 A ω越大β也越大 B θ越大β也越大 C θ/ω越接近1，β绝对值越大Dθ/ω越大β也越大 2.10 当简谐荷载作用于有阻尼的单自由度体系时，若荷载频率远远大于体系的自振频率时，则此时与动荷载相平衡的主要是

河流动力学复习

第一章绪论考核内容为学科的发展概况、课程的内容及学习任务。 1、了解河流动力学发展的历史；认识水流～泥沙～水电工程可持续发展间的相互关系。 2、了解水流运动与泥沙运动的重要性； 3、理解课程的任务与特点； 4、了解课程的主要内容。考核知识点： 1、河流动力学的任务 2、水流～泥沙～水电工程可持续发展间的相互关系 3、河流动力学的研究方法及特点第二章河流动力学基本概念考核内容为河流动力学基本概念 1. 河道水流的基本特性:二相性、非恒定性、三维性、非均匀性 2. 水沙运动的不平衡性 3. 河道水流的水流结构及阻力损失考核知识点： 1、河道水流的基本特性 2、河道水流的水流结构及阻力损失第三章泥沙特性考核内容为泥沙的分类、泥沙的来源、泥沙的几何特性及泥沙的重力特性。 1. 泥沙的分类 2. 泥沙几何特性：粒径，级配曲线，特征值 3. 泥沙的重力特性：含沙量、浑水容重考核知识点： 1、泥沙的分类 2、泥沙的几何特性及重力特性。第四章泥沙的沉速考核内容为泥沙沉速的定义、沉降过程中的三种状态、沉速公式、影响沉速的主要因素、泥沙沉速的测定。考核知识点： 1、泥沙沉速的定义、沉速公式 2、影响沉速的主要因素、泥沙沉速的测定。第五章泥沙的起动考核内容为泥沙起动的物理机理，泥沙起动的物理现象及受力分析。考核知识点： 1、均匀沙起动条件：力的表达式，散体及粘性泥沙的统一起动流速公式， 2、散体泥沙的起动拖曳力公式，止动与扬动流速。第六章沙波运动与动床阻力考核内容为沙波运动规律与动床阻力计算。 1. 沙波形态与运动状态，沙坡的发展过程及形成机理，床面形态判别标准，沙波尺度及其运行速度,推求推移质输沙率，沙波运动对河流的影响。 2. 动床阻力：河床与河岸阻力划分，沙粒与沙波阻力的划分，动床阻力的计算。考核知识点： 1. 沙坡的发展过程及形成机理，床面形态判别标准，沙波运动对河流的影响。

河流动力学课后习题答案第一章

1.1试分析人工或天然水系中所谓的“死水”或“活水”是否属于动态系统。它们是封闭系统还是开放系统？举例说明本校园内的人工河流、湖泊属于何种系统？答：“死水”或“活水”属于动态系统，“死水”是封闭系统，“活水”是开放系统。校园内的人工河流、湖泊与外部环境既交换热量又交换物质，是开放系统。 1.2若一个封闭水体与外部环境只有能量交换（太阳能辐射），而没有物质交换（水量的流入流出），试分析水体的演变趋势。考虑两种初始条件：①水体十分纯净，没有任何营养物和微生物；②受到污染的水体，有大量污染物和微生物存在。答：①水体十分纯净，封闭的水体不会发生变化。 ②受到污染的水体，有大量污染物和微生物存在。在水体中会有微生物大量繁殖，水体会进一步污染恶化。 1.3仿照图1-1的例子，试举出更多的实例什么是不稳定、亚稳定和平衡状态。答：一个圆锥体，以其尖端竖立在一个平面上，这些物体都处于不稳定状态。翻倒后，处于亚稳定状态，一直要等到它们的重心相对地取得最低位置时，这些物体才会静止不动处于稳定状态。 1.4简要说明水文系统所包含的子系统，并指出我国大陆地区常见的子系统。答：水文系统包含：1、大气层-海洋系统2、坡面系统3、海岸线系统4、河流系统5、冰川系统6、地下水系统7、风成沉积系统常见的有1、大气层-海洋系统2、坡面系统3、海岸线系统4、河流系统6、地下水系统7、风成沉积系统 1.5在泥沙问题的研究中所采用的时间尺度有几种？它们适用于什么学科和什么问题的研究？答：三种。地质学时间尺度以百万年计，研究地质旋回过程。现代河流地貌学时间尺度为数十年至数十万年，研究侵蚀旋回。工程学时间尺度为数天至数百年，降雨和水流与流域坡地、河道边界或人工建筑的相互作用及相应的演变过程。

工程力学结构动力学复习题

工程力学结构动力学复习题一、简答题 1、结构的动力特性主要指什么？对结构做动力分析可分为哪几个阶段？ 2、何谓结构的振动自由度？它与机动分析中的自由度有何异同？ 3、何谓动力系数？简谐荷载下动力系数与哪些因素有关？ 4、动力荷载与静力荷载有什么区别？动力计算与静力计算的主要差别是什么？ 5、为什么说结构的自振频率和周期是结构的固有性质？怎样改变他们？ 6、简述振型分解法是如何将耦联的运动方程解耦的． 7、时域法求解与频域法求解振动问题各有何特点？ 8、什么叫动力系数，动力系数大小与哪些因素有关？单自由度体系位移动力系数与内力动力系数是否一样？答：动力放大系数是指动荷载引起的响应幅值与动荷载幅值作为静荷载所引起的结构静响应之比值。简谐荷载下的动力放大系数与频率比、

阻尼比有关。当惯性力与动荷载作用线重合时，位移动力系数与内力动力系数相等；否则不相等。原因是：当把动荷载换成作用于质量的等效荷载时，引起的质量位移相等，但内力并不等效，根据动力系数的概念可知不会相等。 9、振型正交性的物理意义是什么？振型正交性有何应用？答：由振型关于质量、刚度正交性公式可知，i 振型上的惯性力在j 振型上作的虚功为0。由此可知，既然每一主振型相应的惯性力在其他主振型上不做功，那么它的振动能量就不会转移到别的主振型上去。换句话说，当一个体系只按某一主振型振动时，不会激起其他主振型的振动。这说明各个主振型都能单独出现，彼此线性无关。这就是振型正交的物理意义。一是可用于校核振型的正确性；二是在已知振型的条件下，可以通过折算质量与折算刚度计算对应的频率。而更主要的是任一同阶向量均可用振型的线性组合来表示，在受迫振动分析中，利用振型的正交性，在阻尼矩阵正交的假设下可使运动方程解藕。 10、什么是阻尼、阻尼力，产生阻尼的原因一般

结构动力学硕答案

结构动力学硕答案 Document number【AA80KGB-AA98YT-AAT8CB-2A6UT-A18GG】

《结构动力学》试题（硕）一、名词解释：（每题3分，共15分）约束动力系数广义力虚功原理达朗贝原理二、简答：（每题5分，共20分） 1. 为什么说自振周期是结构的固有性质？它与结构哪些固有量有关？ 2. 阻尼对自由振动有什么影响？减幅系数的物理意义是什么？ 3. 简述用振型叠加法求解多自由度体系动力响应的基本原理及适用条件分别是什么？答：振型叠加法的基本原理是利用了振型的正交性，既对于多自由度体系，必有： 0T m n m φφ=，0T m n k φφ= （式中m φ、n φ为结构的第m 、n 阶振型，m 、k 为结构的质量矩阵和刚度矩阵）。利用正交性和正规坐标，将质量与刚度矩阵有非对角项耦合的N 个联立运动微分方程转换成为N 个独立的正规坐标方程（解耦）。分别求解每一个正规坐标的反应，然后根据叠加V=ΦY 即得出用原始坐标表示的反应。由于在计算中应用了叠加原理，所以振型叠加法只适用于线性体系的动力分析。若体系为非线性，可采用逐步积分法进行反应分析。 4. 什么是结构的动力自由度？动力自由度与静力自由度的区别何在？答：动力自由度是指结构体系在任意瞬时的一切可能变形中，决定全部质量位置所需的独立参数的数目。静力自由度是指确定体系在空间中的位置所需的独立参数的数目。前者是由于系统的弹性变形而引起各质点的位移分量；而后者则是指结构中的刚体由于约束不够而产生的刚体运动。三、计算（每题13分，共65分） 1. 图1所示两质点动力体系，用D ’Alembert 原理求运动方程。图1 2. 图2所示，一长为l ，弯曲刚度为EI 的悬臂梁自由端有一质量为m 的小球，小球又被支承在刚度为k2的弹簧上，忽略梁的质量，求系统的固有频率。图2 3.图3所示，一重mg 的圆柱体，其半径为r ，在一半径为R 的弧表面上作无滑动的滚动，求在平衡位置(最低点)附近作微振动的固有频率。图3 4.图4所示三层钢架结构，假定结构无阻尼，计算下述给定初始条件产生的自由振动。初始条件 y(0)={0.060.050.04}m y (0)= {0.0 0.30.0 }m/s 图4