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
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重量g液
体2u1g2由过z水2 断p面g2
1
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2
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械
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元
流
伯
努
利
方
程
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2g p
2
g
z1
z2
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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。
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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。
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（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
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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：
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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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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
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1V12
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p2
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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。
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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。