水力学PPT精品课程课件全册课件汇总
- 格式:ppt
- 大小:23.32 MB
- 文档页数:602
水力学课件1.引言水力学是研究流体静力学和流体动力学的科学,主要研究液体在力的作用下的运动规律和液体与固体边界的相互作用。
水力学广泛应用于水利工程、海洋工程、环境工程、地质工程等领域。
本课件旨在介绍水力学的基本原理、方法和应用,为读者提供水力学的系统学习和研究。
2.流体静力学流体静力学主要研究在静止的流体中,流体粒子所受的力以及流体粒子之间的相互作用。
流体静力学的核心内容是压强、液体的浮力和静力平衡。
2.1压强压强是单位面积上所受到的力的大小,其计算公式为p=F/A,其中p表示压强,F表示作用在面积A上的力。
在液体中,压强随深度的增加而增大,其关系式为p=ρgh,其中ρ表示液体的密度,g 表示重力加速度,h表示液体的深度。
2.2浮力浮力是指液体对浸入其中的物体所产生的向上的力。
浮力的大小等于物体所排开液体的重量,其计算公式为F_b=ρVg,其中F_b 表示浮力,ρ表示液体的密度,V表示物体排开液体的体积,g表示重力加速度。
2.3静力平衡静力平衡是指在静止的流体中,作用在流体上的各个力相互平衡,使流体保持静止状态。
静力平衡的条件是作用在流体上的各个力的合力为零,即∑F=0。
3.流体动力学流体动力学主要研究在力的作用下,流体的运动规律以及流体与固体边界的相互作用。
流体动力学的核心内容是流体的流动、伯努利方程和流体的阻力。
3.1流体的流动流体的流动可以分为层流和湍流两种类型。
层流是指流体以平行层的形式流动,流体粒子之间的相互作用力较小,流动速度分布均匀。
湍流是指流体粒子之间的相互作用力较大,流体粒子呈无序运动,流动速度分布不均匀。
3.2伯努利方程伯努利方程是描述在不可压缩、稳定流动的流体中,流体的总能量守恒的方程。
伯努利方程的表达式为p+1/2ρv^2+ρgh=常数,其中p表示流体的压强,ρ表示流体的密度,v表示流体的速度,h表示流体的位置高度,常数表示流体的总能量。
3.3流体的阻力流体的阻力是指流体在流动过程中,由于与固体边界的相互作用而产生的阻碍流体运动的力。
水力学全套课件contents •引言•水静力学•水动力学基础•水流阻力与水头损失•有压管道中的恒定流•明渠恒定流•堰流与闸孔出流目录引言水力学概述水力学的定义研究液体(主要是水)的平衡和机械运动规律及其应用的科学。
水力学的重要性在水利、能源、交通、环保等领域有广泛应用,对于国民经济和社会发展具有重要意义。
水力学与其他学科的关系与流体力学、水文学、水利工程学等学科密切相关,相互促进、共同发展。
水力学的研究对象和任务研究对象01研究任务02实际应用03发展历史现状发展趋势030201水力学的发展历史与现状课程内容及学习方法课程内容学习方法水静力学静水压强及其特性静水压强的特性静水压强的定义静水压强具有方向性,垂直于受压面并指向该面;在同一点上,静水压强的大小与受压面的方位无关。
压强的表示方法1 2 3液体平衡微分方程的概念液体平衡微分方程的建立液体平衡微分方程的应用液体平衡微分方程重力作用下液体平衡重力作用下液体平衡的概念等压面的概念重力作用下液体平衡的应用液体的相对平衡液体的相对平衡的概念液体相对平衡的原理液体相对平衡的应用液体作用在平面上的总压力的概念总压力的计算方法总压力的应用液体作用在曲面上的总压力的概念01总压力的计算方法02总压力的应用03水动力学基础描述液体运动的方法宏观描述微观描述欧拉法与拉格朗日法欧拉法拉格朗日法以流体质点为研究对象,追踪流体质点的运动轨迹,考察其在运动过程中各物理量的变化规律。
流场流线迹线流管液体运动的基本概念连续性方程实质质量守恒定律在流体力学中的具体表述。
意义反映了流体运动在空间上的连续性,即流体不可能在某一区域内突然消失或出现。
应用用于求解流体的密度、速度等物理量在空间和时间上的变化规律。
伯努利方程及其应用实质意义应用动量方程及其应用实质意义应用水流阻力与水头损失由于水流与固体边界之间的摩擦而产生的阻力,其大小与水流速度、边界粗糙度等因素有关。
摩擦阻力形状阻力兴波阻力涡流阻力由于物体形状对水流的阻碍而产生的阻力,与物体的形状、尺寸和在水流中的位置有关。