0-水力学机械水动力学-讲课提纲

《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。

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。

硕士研究生入学考试《水力学》考试纲领一、课程性质、目的与任务以及对先开课程要求水力学是水利类各专业必修的一门主要专业基础课。

水力学的任务是研究液体（主假如水）的均衡和机械运动的规律及其实质应用。

经过本课程的学习，使学生掌握水流运动的基本观点、基本理论与剖析方法，理解不一样水流的特色，学会常有水利工程中的水力计算，并具备初步的试验量测技术，为学习后续课程和专业技术工作打下基础。

二、教课要点及难点本课程教课要点：水静力学，水动力学理论基础，流动阻力与水头损失，有压管路，明渠均匀流，明渠非均匀流。

难点：液体的相对均衡，作用在平面、曲面上的力，实质液体的运动微分方程，恒定总流伯诺里方程，恒定总流动量方程，紊流沿程损失的剖析与计算，复杂长管的水力计算，管网的水力计算，无压圆管均匀流水力计算，断面单位能量、临界水深，恒定明渠流动的流动型态及鉴别标准，明渠非均匀渐变流微分方程，棱柱体渠道非均匀渐变流水面曲线的计算。

三、与其余课程的关系学习本课程应具备高等数学中相关微分、积分、简单微分方程等高等数学基础；还应具备理论力学、资料力学中相关静力学、动力学、应力与应变、面积矩等方面的工程力学基础。

后续课程为水资源管理、水工建筑物、水利工程施工与水电站。

四、教课内容、学时分派及基本要求第一章绪论基本要求：认识液体运动的基本规律及研究液体运动规律的一般方法，掌握液体的主要物理性质。

要点：.液体的主要物理性质难点：液体粘性产生原由及作用第一节水力学的任务及其发展概略1、水力学的任务2、水力学发展简史第二节液体的主要物理性质及其作用在液体上的力1、液体的质量和密度2、液体的重量和容重3、液体的粘滞性4、液体的压缩性5、液体的表面张力6、作用于液体上的力第三节液体的基本特色和连续介质1、液体的基本特色2、连续介质假定3、理想液体的观点第四节水力学的研究方法1、科学试验2、理论剖析3、数值计算第二章水静力学基本要求：掌握静水压强的特征，压强的表示方法及计量单位，掌握液体均衡微分方程与水静力学的基本方程，掌握液柱式测压仪的基来源理，能娴熟计算作用在平面、曲面上的静水总压力。

《水力学》教学大纲课程代码：课程负责人：课程中文名称：水力学课程英文名称：Hydraulics课程类别：必修课程学分数：5学分课程学时数：72授课对象：水利水电工程专业、水文水资源专业、农田水利专业、港口与航道专业本课程的前导课程：高等数学理论力学材料力学一．教学目的和要求水力学是水利类各专业的一门重要技术基础课，是研究液体平衡和运动规律的一门学科。

教授本课程的目的是培养学生分析和解决水力学问题的能力，使学生通过学习，掌握液体平衡和运动的一般规律和有关的基本概念及基本理论，学会必要的对于水力学问题的分析和计算的方法，初步掌握水力学实验技术，初步掌握运用计算机技术解决水力学问题的能力，为学生学好后续课程，从事本专业的技术工作、科学研究和管理工作打好必要的水力学基础。

通过本课程的学习，学生应达到下列基本要求：1．牢固掌握和理解本课程所涉及的水力学基本概念；2．掌握本课程的基本理论及理解所描述的水力学问题；3．掌握本课程的基本方程及应用条件，并理解其物理意义；4．掌握水力学基本分析方法，并具有应用所学水力学知识理解工程技术问题的能力；5．具有独立地应用基本概念、基本理论与基本方程分析和求解从工程实际中简化出来的水力学问题的能力；6．掌握一定液流量测的方法和技能；7．具有一定上机计算有关水力学问题的能力。

二．课程内容与学时分配课程内容与学时分配表（一）课程内容第一章导论连续介质模型，液体的主要物理性质，可压缩液体和不可压缩液体，液体的粘滞性和牛顿内摩檫定律，*水的特殊物理性质。

理想液体与实际液体的概念，作用在液体上的力。

第二章水静力学静水压强及其特性，液体平衡方程及其积分，等压面，静水压强基本方程及其几何表示和能量意义，压强的表示方法和压强的量测，*几种质量力同时作用下的液体平衡，作用在平面和曲面上的静水总压力，*浮力及浮体的稳定。

第三章水动力学基础描述流动的两种方法，流场，流线，质点加速度，总流分析法，不可压缩液体的连续性微分方程，总流的连续性方程，理想液体的运动微分方程及其伯诺里积分，总流的能量方程及其几何表示和能量意义，总流能量方程的应用，空化和空蚀现象，总流的动量方程及其应用，*动量矩方程，液体微团运动的基本形式，有势流动和有涡流动，非恒定势流运动方程的积分，粘性液体的运动微分方程，*变密度流的运动方程和能量方程。