英文名称: Hydraulics 课程编号:203504 课程类型:学科基础课程 学时:88 学分:5.5 适应对象:给水排水专业(本科) 先修课程:高等数学、理论力学 使用教材及参考书:张鸿雁等编,《流体力学》,科学出版社,2004;严新华主编,《水力学》, 科技文献出版社,2001 课程性质、目的和任务 1.课程性质 水力学课程是给水排水专业的一门重要的专业基础课。水力学是研究液体机械运动规律及其应用 的科学,它是力学的分支学科,是给水排水专业工程技术人员应具有的力学基础 2.课程目的和任务 设置本课程的目的在于使学生通过本课程的各个教学环节,掌握水流运动的基本概念、基本理论 和基本计算方法,为学习专业课程及培养在给水排水工程领域从事技术工作的适应能力和创新能力 打下坚实的基础 水力学是根据经典力学的普遍规律,结合流体的特性,运用理论分析和实验硏究相结合的方法建 立和发展起来的。学习水力学的先修课程是高等数学和基础力学。作为一门专业基础课,水力学将 为学习给水工程、排水工程等多门专业课阐释必要的水力学原理,并为从事专业技术工作创造条 件。 课程教学内容及要求 第一章绪论 教学内容:水力学的研究对象;质量力和表面力的作用方式,单位质量力和应力;流动性、惯性和 重力特性、压缩性和膨胀性、粘性等流体的主要物理性质;连续介质、理想流体及不可压缩流体模 基本要求: 本章是水力学的开篇,通过本章的学习,理解流体的基本特征,作用在流体上的力,以及流体的主 要物理性质,初步认识水力学课程。 1.识记连续介质概念[,质量力和表面力的定义1],密度、容重及比重的定义[,压缩系数和膨 胀系数的定义式2] 2.领会流动性的力学含义[2],单位质量力和应力的概念[,粘性的物理概念[2]。 3.应用牛顿内摩擦定律计算粘性效应[;液体压缩性的计算[2]。 重点:密度、容重的区别与联系,牛顿内摩擦定律。 难点:粘性及粘性力计算 第二章流体静力学 教学内容:流体静压强及其两个基本特性;流体平衡微分方程的建立及其物理意义;等压面及其基 本特征;重力作用下流体静压强的分布:流体静力学基本方程及其意义;流体相对平衡的典型例 子;压强的度量基准:绝对压强和相对压强,真空度;表示压强的三种单位:应力单位、液柱单 位、大气压单位及相互间的换算;液柱式测压计;作用于平面壁的静水总压力;作用于曲面壁的静 水总压力计算,实压力体和虚压力体,阿基米德原理。 基本要求 通过本章的学习,理解流体静压强的特性,掌握流体静压强的分布规律和静水总压力的计算方法。 1.识记流体静压强的两个特性[流体平衡微分方程及其全微分式[2],流体静力学基本方程[ 绝对压强、相对压强、真空度的定义[],标准大气压和工程大气压[2],帕斯卡原理3],等压面的方 程及形状[,静水总压力的计算公式[1,压力体的确定[2],阿基米德原理2] 2.领会流体平衡微分方程的物理意义12],静止和相对平衡情况下压强分布积分式的建立[2],测压 管水头的物理意义[2],液体压力计的测压原理[1,计算平面壁、曲面壁所受静水总压力的原理[
英文名称：Hydraulics 课程编号：203504 课程类型：学科基础课程 学时：88 学分：5.5 适应对象：给水排水专业（本科） 先修课程：高等数学、理论力学 使用教材及参考书：张鸿雁等编，《流体力学》，科学出版社，2004；严新华主编，《水力学》， 科技文献出版社，2001 一、课程性质、目的和任务 1．课程性质 水力学课程是给水排水专业的一门重要的专业基础课。水力学是研究液体机械运动规律及其应用 的科学，它是力学的分支学科，是给水排水专业工程技术人员应具有的力学基础。 2．课程目的和任务 设置本课程的目的在于使学生通过本课程的各个教学环节，掌握水流运动的基本概念、基本理论 和基本计算方法，为学习专业课程及培养在给水排水工程领域从事技术工作的适应能力和创新能力 打下坚实的基础。 水力学是根据经典力学的普遍规律，结合流体的特性，运用理论分析和实验研究相结合的方法建 立和发展起来的。学习水力学的先修课程是高等数学和基础力学。作为一门专业基础课，水力学将 为学习给水工程、排水工程等多门专业课阐释必要的水力学原理，并为从事专业技术工作创造条 件。 二、课程教学内容及要求 第一章绪论 教学内容：水力学的研究对象；质量力和表面力的作用方式，单位质量力和应力；流动性、惯性和 重力特性、压缩性和膨胀性、粘性等流体的主要物理性质；连续介质、理想流体及不可压缩流体模 型。 基本要求： 本章是水力学的开篇，通过本章的学习，理解流体的基本特征，作用在流体上的力，以及流体的主 要物理性质，初步认识水力学课程。 1．识记连续介质概念[1]，质量力和表面力的定义[1]，密度、容重及比重的定义[1]，压缩系数和膨 胀系数的定义式[2]。 2．领会流动性的力学含义[2]，单位质量力和应力的概念[1]，粘性的物理概念[2]。 3．应用牛顿内摩擦定律计算粘性效应[1]；液体压缩性的计算[2]。 重点：密度、容重的区别与联系，牛顿内摩擦定律。 难点：粘性及粘性力计算。 第二章流体静力学 教学内容：流体静压强及其两个基本特性；流体平衡微分方程的建立及其物理意义；等压面及其基 本特征；重力作用下流体静压强的分布：流体静力学基本方程及其意义；流体相对平衡的典型例 子；压强的度量基准：绝对压强和相对压强，真空度；表示压强的三种单位：应力单位、液柱单 位、大气压单位及相互间的换算；液柱式测压计；作用于平面壁的静水总压力；作用于曲面壁的静 水总压力计算，实压力体和虚压力体，阿基米德原理。 基本要求： 通过本章的学习，理解流体静压强的特性，掌握流体静压强的分布规律和静水总压力的计算方法。 1．识记流体静压强的两个特性[1]，流体平衡微分方程及其全微分式[2]，流体静力学基本方程[1]， 绝对压强、相对压强、真空度的定义[1]，标准大气压和工程大气压[2]，帕斯卡原理[3]，等压面的方 程及形状[1]，静水总压力的计算公式[1]，压力体的确定[2]，阿基米德原理[2]。 2．领会流体平衡微分方程的物理意义[2]，静止和相对平衡情况下压强分布积分式的建立[2]，测压 管水头的物理意义[2]，液体压力计的测压原理[1]，计算平面壁、曲面壁所受静水总压力的原理[1]
3.应用流体静力学基本方程计算点压强[];应用液柱式测压计测量压强和压强差[] 4.应用流体平衡微分方程计算相对平衡时的压强分布[2];计算作用于平面壁的静水总压力及其作 用点[]:计算曲面所受静水总压力的水平分力和铅垂分力[2 重点:应用流体静力学基本方程计算点压强,静水总压力计算。 难点:相对平衡时的压强分布 第三章流体动力学基础 教学内容描述流体运动的两种方法;流动分类;流线、元流、总流、流量、断面平均流速等欧拉方 法中的若干概念;有旋流与无旋流,平面势流;连续性微分方程、总流连续性方程;理想流体、粘 性流体的运动微分方程;元流能量方程及其应用;渐变流及其性质;总流能量方程及其扩展;总流 能量方程的应用;动量方程及其应用 基本要求 通过本章的学习,理解描述流体运动的两种方法,理解欧拉法的基本概念,建立总流运动的三个基 本方程:连续性方程、能量方程和动量方程,熟练掌握综合运用三个基本方程计算总流运动的方 法。 1识记欧拉法描述流体运动的一般表达式[3,恒定流、均匀流、一元流[2],流量和断面平均流速的 概念门],无旋流条件[2],连续性方程的眢种表达式,理想流体、粘性流体运动微分方程的表达式 [2],元流、总流能量方程的表达式及渐变流性质、动能修正系数I,动量方程表达式及动量修正系 数[ 2理解当地加速度和迁移加速度[2],流线及其性质[2],平面势流的流函数和势函数[2],各微分方程 的物理意义[3],总流三大方程的物理意义、应用条件、方程扩展及应用注意事项[ 3.平面势流的流函数、势函数和流速的互算[2];应用连续性方程计算断面平均流速和流量[;应 用元流能量方程计算沿流线流速和压强的变化[,皮托管测点流速[2]。 4.应用总流能量方程及连续性方程分析计算总流运动问题[];文丘里流量计测管道流量[];应用 总流动量方程及连续性方程、能量方程分析计算水流与周界之间的相互作用力[1 重点:应用总流能量方程及连续性方程分析计算总流运动问题。 难点:平面势流的流函数和势函数。 第四章相似原理与量纲分析 教学内容:力学相似的含义,几何相似、运动相似及动力相似,相应物理量的比尺;雷诺准则、弗 劳德准则、欧拉准则;模型律的选择,自动模拟的概念;模型试验的设计;量纲、无量纲量、量纲 和谐原理;量纲分析的瑞利方法;π定理与布金汉量纲分析法 基本要求 通过本章的学习,理解相似概念和主要的相似准则,理解量纲的概念和量纲和谐原理,熟悉模型试 验的设计和量纲分析方法。 1.识记力学相似的含义[2],各独立准则和导出准则[2],各相似准数的表达式[],基本量纲和导出 量纲[2],量纲和谐原理[2],两种量纲分析法的应用步骤[2]。 2.领会各相似准数的物理意义[2],模型试验完全相似的困难和模型律选择的原则[,自动模拟 [2],物理量的无量纲组合[],量纲分析法的局限性[2]。 3.按雷诺模型律或弗劳德模型律设计模型试验[;应用瑞利法或布金汉法建立物理现象的方程式 结构[ 重点:按雷诺模型律或弗劳徳模型律设计模型试验。 难点:π定理与布金汉量纲分析法。 第五章流动阻力和水头损失 教学内容:流动阻力和水头损失的两种形式;层流、紊流、雷诺数;均匀流动基本方程式;圆管过 流断面上的切应力分布;圆管层流运动的理论分析及主要结论;紊流运动的基本特征及时均法;紊 流切应力与混合长度理论;圆管紊流的一些结论;尼古拉兹实验与沿程阻力系数的计算;非圆管的 沿程水头损失计算;局部水头损失的一般分析及几种典型的局部阻力系数;边界层概念及绕流阻 力 基本要求 通过本章的学习,理解粘性流体的两种流态,理解通道內流动阻力的规律,掌握沿程水头损失和局
3．应用流体静力学基本方程计算点压强[1]；应用液柱式测压计测量压强和压强差[1]。 4．应用流体平衡微分方程计算相对平衡时的压强分布[2]；计算作用于平面壁的静水总压力及其作 用点[1]；计算曲面所受静水总压力的水平分力和铅垂分力[2]。 重点：应用流体静力学基本方程计算点压强，静水总压力计算。 难点：相对平衡时的压强分布。 第三章流体动力学基础 教学内容:描述流体运动的两种方法；流动分类；流线、元流、总流、流量、断面平均流速等欧拉方 法中的若干概念；有旋流与无旋流，平面势流；连续性微分方程、总流连续性方程；理想流体、粘 性流体的运动微分方程；元流能量方程及其应用；渐变流及其性质；总流能量方程及其扩展；总流 能量方程的应用；动量方程及其应用。 基本要求: 通过本章的学习，理解描述流体运动的两种方法，理解欧拉法的基本概念，建立总流运动的三个基 本方程：连续性方程、能量方程和动量方程，熟练掌握综合运用三个基本方程计算总流运动的方 法。 1.识记欧拉法描述流体运动的一般表达式[3]，恒定流、均匀流、一元流[2]，流量和断面平均流速的 概念[1]，无旋流条件[2]，连续性方程的各种表达式[1]，理想流体、粘性流体运动微分方程的表达式 [2]，元流、总流能量方程的表达式及渐变流性质、动能修正系数[1]，动量方程表达式及动量修正系 数[1]。 2.理解当地加速度和迁移加速度[2]，流线及其性质[2]，平面势流的流函数和势函数[2]，各微分方程 的物理意义[3]，总流三大方程的物理意义、应用条件、方程扩展及应用注意事项[1]。 3．平面势流的流函数、势函数和流速的互算[2]；应用连续性方程计算断面平均流速和流量[1]；应 用元流能量方程计算沿流线流速和压强的变化[1]，皮托管测点流速[2]。 4．应用总流能量方程及连续性方程分析计算总流运动问题[1]；文丘里流量计测管道流量[1]；应用 总流动量方程及连续性方程、能量方程分析计算水流与周界之间的相互作用力[1]。 重点：应用总流能量方程及连续性方程分析计算总流运动问题。 难点：平面势流的流函数和势函数。 第四章相似原理与量纲分析 教学内容：力学相似的含义，几何相似、运动相似及动力相似，相应物理量的比尺；雷诺准则、弗 劳德准则、欧拉准则；模型律的选择，自动模拟的概念；模型试验的设计；量纲、无量纲量、量纲 和谐原理；量纲分析的瑞利方法；π定理与布金汉量纲分析法。 基本要求： 通过本章的学习，理解相似概念和主要的相似准则，理解量纲的概念和量纲和谐原理，熟悉模型试 验的设计和量纲分析方法。 1．识记力学相似的含义[2]，各独立准则和导出准则[2]，各相似准数的表达式[1]，基本量纲和导出 量纲[2]，量纲和谐原理[2]，两种量纲分析法的应用步骤[2]。 2．领会各相似准数的物理意义[2]，模型试验完全相似的困难和模型律选择的原则[1]，自动模拟 [2]，物理量的无量纲组合[1]，量纲分析法的局限性[2]。 3．按雷诺模型律或弗劳德模型律设计模型试验[1]；应用瑞利法或布金汉法建立物理现象的方程式 结构[1]。 重点：按雷诺模型律或弗劳德模型律设计模型试验。 难点：π定理与布金汉量纲分析法。 第五章流动阻力和水头损失 教学内容：流动阻力和水头损失的两种形式；层流、紊流、雷诺数；均匀流动基本方程式；圆管过 流断面上的切应力分布；圆管层流运动的理论分析及主要结论；紊流运动的基本特征及时均法；紊 流切应力与混合长度理论；圆管紊流的一些结论；尼古拉兹实验与沿程阻力系数的计算；非圆管的 沿程水头损失计算；局部水头损失的一般分析及几种典型的局部阻力系数；边界层概念及绕流阻 力。 基本要求： 通过本章的学习，理解粘性流体的两种流态，理解通道内流动阻力的规律，掌握沿程水头损失和局
部水头损失的计算方法。了解边界层概念及绕流阻力。 1.水头损失的分类和一般表达式[],雷诺数[,均匀流动基本方程[2],圆管断面切应力的线性分 布[2],圆管层流的断面流速分布、断面平均流速、沿程阻力系数等结论[,紊流运动的掺混与脉动 现象[3],紊流阻力分区及各区沿程阻力系数的影响因素[2],谢才公式[2],当量直径[2],突然扩 大、管道直角进口、管道出口的局部阻力系数[1],绕流阻力的一般表达式[2] 2.层流、紊流的特征及判别2],圆管层流的理论分析方法[],紊流运动时均化的意义[3],紊流附 加切应力与混合长度理论[3],水力光滑与水力粗糙[2],处理非圆管水头损失计算的方法[2],局部水 头损失产生的原因2],边界层特征及曲面边界层的分离现象[2],绕流阻力系数的变化规律[3]。 3.圆管层流的水力计算[]:应用莫迪图或经验公式确定紊流的沿程阻力系数[;应用达西公式、 谢才公式计算沿程水头损失[;局部水头损失计算];绕流阻力计算[凵]。 4.沿程水头损失、局部水头损失结合能量方程的水力计算[l。 重点:计算沿程水头损失、局部水头损失 难点:紊流切应力与混合长度理论 第六章孔口管嘴岀流和有压管流 教学内容:孔口岀流的分类、水力特点及基本公式;薄壁小孔口恒定岀流的流速系数、流量系数; 孔口非恒定岀流;管嘴岀流的水力特点、基本公式、流量系数;圆柱形外管嘴的真空现象和正常工 作条件;阐闸孔出流的水力特点和流量公式;短管的水力特点、典型短管的水力计算;长管的水力特 点;简单管道水力计算的比阻法、流量模数法;串联管路、并联管路的水力计算;沿程均匀泄流管 路的水头损失;管网的水力计算基础;有压管路的水击现象和水击压强的计算;离心泵的主要性能 参数 基本要求 通过本章的学习,学会运用总流运动基本方程和流动阻力与水头损失的理论,分析孔口管嘴出流、 闸孔出流及有压管流,掌握其水力特点和计算方法。了解水击现象 1.识记孔口管嘴岀流、闸孔岀流的基本公式和流量系数[],长管、短管的水力特点[2],简单管道 的比阻法、流量模数法计算公式[],沿程均匀泄流管路的水头损失计算公式2],水击现象和直接水 击压强的计算公式[3],离心泵的主要性能参数2]。 2.自由岀流和淹没岀流的比较[2],孔口和管嘴过流能力的比较[2],圆柱形外管嘴的真空现象和正 常工作条件[,串联管路、并联管路的流量规律和水头损失规律[1,枝状管网的控制点选择[2],环 状管网的基本关系式[2],水击波的传播过程[3] 3.孔口出流的水力计算[;管嘴出流的水力计算[;闸孔出流的水力计算[:水击压强的计算 [2]l。 4.虹吸管、水泵吸水管、有压涵管等典型短管的水力计算[];串联管路、并联管路的水力计算 []:管网的水力计算[2]。 重点:串联管路、并联管路的水力计算 难点:环状管网的水力计算 第七章明渠均匀流 教学内容:明渠流动的特点;顺坡、平坡和逆坡渠道;棱柱形渠道和非棱柱形渠道;明渠均匀流产 生的条件和特征;明渠均匀流的基本计算公式;水力最优断面和允许流速;明渠均匀流水力计算的 三类问题:验算渠道的输水能力,求渠道底坡,设计渠道断面尺寸;无压圆管均匀流的水力特征和 水力计算问题;无压囻管均匀流的最大设计充满度和允许流速;复式断面明渠均匀流的水力计算。 基本要求 通过本章的学习,理解明渠均匀流产生的条件和特征,掌握明渠均匀流水力计算的方法。 1.明渠均匀流产生的条件和特征[2],明渠均匀流的基本计算公式[],矩形、梯形断面水力要素的 计算和水力最优条件[1],水力最优梯形断面的水力半径[],不淤允许流速和不冲允许流速[2],无压 圆管均匀流的基本公式[2]。 2.领会设计渠道断面尺寸的补充条件[2;无压圆管均匀流的水力最优充满度[2],无量纲流量、流 速曲线2];复式断面明渠均匀流的水力计算方法[2]。 3.明渠均匀流水力计算的三类问题:验算渠道的输水能力,求渠道底坡,设计渠道断面尺寸[1; 无压圆管均匀流的水力计算问题[2]
部水头损失的计算方法。了解边界层概念及绕流阻力。 1．水头损失的分类和一般表达式[1]，雷诺数[1]，均匀流动基本方程[2]，圆管断面切应力的线性分 布[2]，圆管层流的断面流速分布、断面平均流速、沿程阻力系数等结论[1]，紊流运动的掺混与脉动 现象[3]，紊流阻力分区及各区沿程阻力系数的影响因素[2]，谢才公式[2]，当量直径[2]，突然扩 大、管道直角进口、管道出口的局部阻力系数[1]，绕流阻力的一般表达式[2]。 2．层流、紊流的特征及判别[2]，圆管层流的理论分析方法[2]，紊流运动时均化的意义[3]，紊流附 加切应力与混合长度理论[3]，水力光滑与水力粗糙[2]，处理非圆管水头损失计算的方法[2]，局部水 头损失产生的原因[2]，边界层特征及曲面边界层的分离现象[2]，绕流阻力系数的变化规律[3]。 3．圆管层流的水力计算[1]；应用莫迪图或经验公式确定紊流的沿程阻力系数[1]；应用达西公式、 谢才公式计算沿程水头损失[1]；局部水头损失计算[1]；绕流阻力计算[2]。 4．沿程水头损失、局部水头损失结合能量方程的水力计算[1]。 重点：计算沿程水头损失、局部水头损失。 难点：紊流切应力与混合长度理论。 第六章孔口管嘴出流和有压管流 教学内容：孔口出流的分类、水力特点及基本公式；薄壁小孔口恒定出流的流速系数、流量系数； 孔口非恒定出流；管嘴出流的水力特点、基本公式、流量系数；圆柱形外管嘴的真空现象和正常工 作条件；闸孔出流的水力特点和流量公式；短管的水力特点、典型短管的水力计算；长管的水力特 点；简单管道水力计算的比阻法、流量模数法；串联管路、并联管路的水力计算；沿程均匀泄流管 路的水头损失；管网的水力计算基础；有压管路的水击现象和水击压强的计算；离心泵的主要性能 参数。 基本要求： 通过本章的学习，学会运用总流运动基本方程和流动阻力与水头损失的理论，分析孔口管嘴出流、 闸孔出流及有压管流，掌握其水力特点和计算方法。了解水击现象。 1．识记孔口管嘴出流、闸孔出流的基本公式和流量系数[1]，长管、短管的水力特点[2]，简单管道 的比阻法、流量模数法计算公式[1]，沿程均匀泄流管路的水头损失计算公式[2]，水击现象和直接水 击压强的计算公式[3]，离心泵的主要性能参数[2]。 2．自由出流和淹没出流的比较[2]，孔口和管嘴过流能力的比较[2]，圆柱形外管嘴的真空现象和正 常工作条件[1]，串联管路、并联管路的流量规律和水头损失规律[1]，枝状管网的控制点选择[2]，环 状管网的基本关系式[2]，水击波的传播过程[3]。 3．孔口出流的水力计算[1]；管嘴出流的水力计算[1]；闸孔出流的水力计算[1]；水击压强的计算 [2]。 4．虹吸管、水泵吸水管、有压涵管等典型短管的水力计算[1]；串联管路、并联管路的水力计算 [1]；管网的水力计算[2]。 重点：串联管路、并联管路的水力计算。 难点：环状管网的水力计算。 第七章明渠均匀流 教学内容：明渠流动的特点；顺坡、平坡和逆坡渠道；棱柱形渠道和非棱柱形渠道；明渠均匀流产 生的条件和特征；明渠均匀流的基本计算公式；水力最优断面和允许流速；明渠均匀流水力计算的 三类问题：验算渠道的输水能力，求渠道底坡，设计渠道断面尺寸；无压圆管均匀流的水力特征和 水力计算问题；无压圆管均匀流的最大设计充满度和允许流速；复式断面明渠均匀流的水力计算。 基本要求： 通过本章的学习，理解明渠均匀流产生的条件和特征，掌握明渠均匀流水力计算的方法。 1．明渠均匀流产生的条件和特征[2]，明渠均匀流的基本计算公式[1]，矩形、梯形断面水力要素的 计算和水力最优条件[1]，水力最优梯形断面的水力半径[1]，不淤允许流速和不冲允许流速[2]，无压 圆管均匀流的基本公式[2]。 2．领会设计渠道断面尺寸的补充条件[2]；无压圆管均匀流的水力最优充满度[2]，无量纲流量、流 速曲线[2]；复式断面明渠均匀流的水力计算方法[2]。 3．明渠均匀流水力计算的三类问题：验算渠道的输水能力，求渠道底坡，设计渠道断面尺寸[1]； 无压圆管均匀流的水力计算问题[2]
重点:梯形断面渠道的三类计算问题。 难点:无压圆管均匀流的水力特征和水力计算问题。 第八章明渠非均匀流 教学内容:明渠非均匀流的特征,壅水现象和降水现象;明渠水流的三种流态和弗劳德数;断面比 能及其随水深的变化;临界水深和临界坡度;水跌现象;水跃现象及水跃基本方程,水跃函数,共 轭水深、水跃长度、水跃能量损失的计算;明渠渐变流微分方程;明渠渐变流水面曲线分析,1种 水面曲线型式及工程实例;水面曲线的连接,水跃连接的三种形式;明渠渐变流水面曲线计算的数 值积分法和分段求和法。 基本要求 通过本章的学习,理解明渠水流的三种流态,以及断面比能、临界水深、临界坡度等基本概念。了 解水跃和水跌现象。掌握棱柱形渠道恒定渐变流水面曲线的分析和计算 1.识记断面比能],临界水深[,临界坡度[2],弗劳德数[,缓流、急流、临界流的特征,缓 坡、急坡、临界坡的界定[],水跃现象与水跌现象[2],水跃方程与共轭水深凵],明渠渐变流微分方 程[2],12种水面曲线的形状2],远驱式水跃、淹没式水跃、临界式水跃连接[2]。 2.断面比能随水深的变化[,临界水深的决定因素[2],三种流态的各种判别方法[],水跃函数曲 线[2],明渠渐变流水面曲线的性质及定性分析方法[],水面曲线的连接[1],水面曲线计算的数值积 分法和分段求和法的原理[2]。 3.应用各种方法判别明渠流态[1:水跃的简单计算[2]。 4.应用明渠渐变流微分方程定性分析水面曲线的形状和变化趋势[,在给定渠道中定性绘岀水面 曲线];应用数值积分法和分段求和法计算水面曲线[2]。 重点:棱柱形渠道恒定渐变流水面曲线的分析和计算 难点:棱柱形渠道恒定渐变流水面曲线的分析。 第九章堰流 教学内容:堰流的水力特点和主要特征量;堰流的分类;堰流基本公式;矩形薄壁堰的流量公式及 流量系数计算,淹没标准及淹没系数;三角堰、梯形堰的流量;实用堰流量公式及流量系数,淹没 标准及淹没系数;宽顶堰流动图形和流量基本公式,流量系数,淹没标准及淹没系数,侧收缩系 数;水工建筑物下游的水流衔接与消能。 基本要求 通过本章的学习,理解堰流的水力特征,堰流的基本公式,以及淹没、侧收缩对过流能力的影响。 掌握各种堰型的应用特点和水力计算方法。 识记堰流的水力特点和主要特征量[],堰流的分类],堰流基本公式],矩形薄壁堰的流量公 式[],实用堰流量公式[,宽顶堰流动图形和流量基本公式、淹没条件,水工建筑物下游的水流 衔接与消能方式[2] 2.领会各种堰型的溢流情况[2],流量系数的比较[2],淹没影响和侧收缩影响[] 3.应用薄壁堰测量流量[];实用堰、宽顶堰的水力计算[凵];消力池的水力计算[3。 重点:堰流的水力特征,堰流的基本公式 难点:消力池的水力计算。 第十章渗流 教学内容:渗流的水力特点、渗流模型、渗流分类;渗流达西定律及适用范围;渗透系数的确定 渐变渗流的裘皮衣公式、基本微分方程、浸润曲线分析;集水廊道、完全潜水井的浸润线方程和产 水量公式;完全自流井的水头线方程和产水量公式;井群的浸润面方程 教学要求 通过本章的学习,理解渗流的基本概念和阻力规律,掌握渐变渗流浸润线的计算和汲水建筑物水力 计算的方法 1.识记孔隙率,渗流模型[,达西定律及适用范围[,渗透系数的确定[2],裘皮衣公式1],渐 变渗流的基本微分方程和浸润曲线的四种形式[,集水廊道、完全潜水井的浸润线方程和产水量公 式[2],完全自流井的水头线方程和产水量公式[2]。 2.渗流模型与实际渗流的比较[];达西定律和裘皮衣公式的区别[2]:浸润曲线分析2]。 3.渐变渗流浸润线的计算[;集水廊道、井和井群的水力计算[2]
重点：梯形断面渠道的三类计算问题。 难点：无压圆管均匀流的水力特征和水力计算问题。 第八章明渠非均匀流 教学内容：明渠非均匀流的特征，壅水现象和降水现象；明渠水流的三种流态和弗劳德数；断面比 能及其随水深的变化；临界水深和临界坡度；水跌现象；水跃现象及水跃基本方程，水跃函数，共 轭水深、水跃长度、水跃能量损失的计算；明渠渐变流微分方程；明渠渐变流水面曲线分析，12种 水面曲线型式及工程实例；水面曲线的连接，水跃连接的三种形式；明渠渐变流水面曲线计算的数 值积分法和分段求和法。 基本要求： 通过本章的学习，理解明渠水流的三种流态，以及断面比能、临界水深、临界坡度等基本概念。了 解水跃和水跌现象。掌握棱柱形渠道恒定渐变流水面曲线的分析和计算。 1．识记断面比能[1]，临界水深[1]，临界坡度[2]，弗劳德数[1]，缓流、急流、临界流的特征[1]，缓 坡、急坡、临界坡的界定[2]，水跃现象与水跌现象[2]，水跃方程与共轭水深[2]，明渠渐变流微分方 程[2]，12种水面曲线的形状[2]，远驱式水跃、淹没式水跃、临界式水跃连接[2]。 2．断面比能随水深的变化[1]，临界水深的决定因素[2]，三种流态的各种判别方法[1]，水跃函数曲 线[2]，明渠渐变流水面曲线的性质及定性分析方法[1]，水面曲线的连接[1]，水面曲线计算的数值积 分法和分段求和法的原理[2]。 3．应用各种方法判别明渠流态[1]；水跃的简单计算[2]。 4．应用明渠渐变流微分方程定性分析水面曲线的形状和变化趋势[1]，在给定渠道中定性绘出水面 曲线[1]；应用数值积分法和分段求和法计算水面曲线[2]。 重点：棱柱形渠道恒定渐变流水面曲线的分析和计算。 难点：棱柱形渠道恒定渐变流水面曲线的分析。 第九章堰流 教学内容：堰流的水力特点和主要特征量；堰流的分类；堰流基本公式；矩形薄壁堰的流量公式及 流量系数计算，淹没标准及淹没系数；三角堰、梯形堰的流量；实用堰流量公式及流量系数，淹没 标准及淹没系数；宽顶堰流动图形和流量基本公式，流量系数，淹没标准及淹没系数，侧收缩系 数；水工建筑物下游的水流衔接与消能。 基本要求： 通过本章的学习，理解堰流的水力特征，堰流的基本公式，以及淹没、侧收缩对过流能力的影响。 掌握各种堰型的应用特点和水力计算方法。 1．识记堰流的水力特点和主要特征量[1]，堰流的分类[1]，堰流基本公式[1]，矩形薄壁堰的流量公 式[1]，实用堰流量公式[1]，宽顶堰流动图形和流量基本公式、淹没条件[1]，水工建筑物下游的水流 衔接与消能方式[2]。 2．领会各种堰型的溢流情况[2]，流量系数的比较[2]，淹没影响和侧收缩影响[2]。 3．应用薄壁堰测量流量[1]；实用堰、宽顶堰的水力计算[2]；消力池的水力计算[3]。 重点：堰流的水力特征，堰流的基本公式。 难点：消力池的水力计算。 第十章渗流 教学内容：渗流的水力特点、渗流模型、渗流分类；渗流达西定律及适用范围；渗透系数的确定； 渐变渗流的裘皮衣公式、基本微分方程、浸润曲线分析；集水廊道、完全潜水井的浸润线方程和产 水量公式；完全自流井的水头线方程和产水量公式；井群的浸润面方程。 教学要求： 通过本章的学习，理解渗流的基本概念和阻力规律，掌握渐变渗流浸润线的计算和汲水建筑物水力 计算的方法。 1．识记孔隙率[1]，渗流模型[1]，达西定律及适用范围[1]，渗透系数的确定[2]，裘皮衣公式[1]，渐 变渗流的基本微分方程和浸润曲线的四种形式[1]，集水廊道、完全潜水井的浸润线方程和产水量公 式[2]，完全自流井的水头线方程和产水量公式[2]。 2．渗流模型与实际渗流的比较[2]；达西定律和裘皮衣公式的区别[2]；浸润曲线分析[2]。 3．渐变渗流浸润线的计算[1]；集水廊道、井和井群的水力计算[2]
重点:达西定律,浸润曲线分析。 难点:浸润曲线分析,井群的浸润面方程 三、课程教学基本要求 1课堂讲授 本课程教学以课堂讲授为主。对要求掌握和理解的内容比较详细地讲解,对要求简单了解的教学內 容粗讲或课后自学。课堂讲授过程中穿插讨论、课堂练习等教学手段。 2作业 本课程为专业基础必修课,可安排6~8次作业,每次作业的题目数量控制在5~12题。题目的形式主 要为检查对概念、现象理解的思考题及对一些重点问题的应用计算题。 3实验 课程实验可安排4~5次,具体内容见实践教学环节。要求学生参考实验指导书进行实验的设计、数 据处理和分析。 4考核 本课程为考试课。考核依据为闭卷笔试成绩与平时作业成绩相结合。考试题目形式主要有选择题 填空题、简答题和计算题。 四、实践教学环节(实验) 实验是学习水力学课程的重要环节。实验以观察流动现象,加深对理论的认识为主要目的,并初步 了解压强、流速、流量的常规测量方法。实验内容如下 1.静水压强测量 2.能量方程验证 3.沿程阻力系数和局部阻力系数测定 4水跃和宽顶堰实验 五、学时分配 章次 学时分配 合计 讲课 习题课 上机课 讨论课 其它 17 23456789 2 70 六、教学内容更新说明 (暂无) 制定者:张志政审定者:张鸿雁 批准者:李安桂校对者:刘云霞 制定日期:2010年5月
重点：达西定律，浸润曲线分析。 难点：浸润曲线分析，井群的浸润面方程。 三、课程教学基本要求 1.课堂讲授 本课程教学以课堂讲授为主。对要求掌握和理解的内容比较详细地讲解，对要求简单了解的教学内 容粗讲或课后自学。课堂讲授过程中穿插讨论、课堂练习等教学手段。 2.作业 本课程为专业基础必修课，可安排6~8次作业，每次作业的题目数量控制在5~12题。题目的形式主 要为检查对概念、现象理解的思考题及对一些重点问题的应用计算题。 3.实验 课程实验可安排4~5次，具体内容见实践教学环节。要求学生参考实验指导书进行实验的设计、数 据处理和分析。 4.考核 本课程为考试课。考核依据为闭卷笔试成绩与平时作业成绩相结合。考试题目形式主要有选择题、 填空题、简答题和计算题。 四、实践教学环节（实验） 实验是学习水力学课程的重要环节。实验以观察流动现象，加深对理论的认识为主要目的，并初步 了解压强、流速、流量的常规测量方法。实验内容如下： 1. 静水压强测量 2. 能量方程验证 3. 沿程阻力系数和局部阻力系数测定 4. 水跃和宽顶堰实验 五、学时分配 章次 学时分配 合计 讲课 习题课 实验课 上机课 讨论课 其它 1 4 4 2 7 1 2 10 3 11 2 2 2 17 4 4 4 5 10 2 1 13 6 10 10 7 6 2 8 8 8 2 10 9 4 2 6 10 6 6 合计 70 5 10 3 88 六、教学内容更新说明 （暂无） 制定者：张志政 审定者：张鸿雁 批准者：李安桂 校对者：刘云霞 制定日期：2010年5月
