《流体力学(03347).》由会员分享，可在线阅读，更多相关《流体力学(03347).（75页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 课程代码： 03347 流 体 力 学 课 程 自 学 辅 导 材 料 配套教材：流体力学 主 编：刘鹤年 出 版 社：武汉大学 版 次：2006 年版 适应层次：本 科 内部教学使用内部教学使用 1 目目 录录 第一部分第一部分 自学指导自学指导 第一章绪论1 第二章流体静力学1 第三章流体动力学基础3 第四章流体阻力和水头损失4 第五章孔口、管嘴出流和有压管道6 第六章明渠流动7 第七章堰流8 第八章渗流9 第九章量纲分析和相似原理10 第二部分第二部分 复习思考题复习思考题 一、单选选择题 11 二、多项选择题 25 三、填空题 27 2 四、名词解释题 31 五、判断题 31 六、作
2、图题 37 七、计算题及证明题43 第三部分第三部分 参考答案参考答案 一、单选选择题 50 二、多项选择题 51 三、填空题 51 四、名词解释题 53 五、判断题 54 六、作图题 56 七、计算题及证明题61 3 1 第一部分第一部分 自学指导自学指导 第一章 绪论 一、主要内容 1.流体力学及其任务 （1）流体力学的研究对象 （2）流体的连续介质假设 （3）流体力学的研究方法 （4）流体力学与土木工程 2.作用在流体上的力 （1）表面力 （2）质量力 3.流体的主要物理性质 （1）惯性 （2）粘性 （3）压缩性和膨胀性 二、重点 1.流体力学及其任务 （1）流体力学的研究对象 （2）流
3、体的连续介质假设 （3）流体力学的研究方法 2.作用在流体上的力 （1）表面力 （2）质量力 3.流体的主要物理性质 （1）惯性 （2）粘性 （3）压缩性和膨胀性 三、难点 1.流体的流动性，连续介质模型。 2.作用在流体上的力以及流体的主要物理性质。 第二章 流体静力学 一、主要内容 1.静止流体中应力的特性 2 2.流体平衡微分方程 （1）流体平衡微分方程 （2）平衡微分方程的全微分形式 （3）等压面 3.重力作用下液体静压强的分布 （1）液体静力学基本方程 （2）气体压强的计算 （3）压强的度量 （4）测压管水头 （5）压强的计量单位 4.测量压强的仪器 （1）液柱式测压计 （2）金属测
4、压计 5.作用在平面上的静水总压力 （1）图算法 （2）解析法 6.作用在曲面上的静水总压力 （1）曲面上的总压力 （2）压力表 二、重点 1.静止流体中应力的特性 2.流体平衡微分方程 （1）流体平衡微分方程 （2）平衡微分方程的全微分形式 （3）等压面 3.重力作用下液体静压强的分布 （1）液体静力学基本方程 （2）气体压强的计算 （3）压强的度量 （4）测压管水头 （5）压强的计量单位 4.作用在平面上的静水总压力 （1）图算法 （2）解析法 5.作用在曲面上的静水总压力 （1）曲面上的总压力 三、难点 1.作用在平面上的静水总压力。 2.作用在曲面上的静水总压力。 3 第三章 流体动力
5、学基础 一、主要内容 1.流体运动的描述 （1）拉格朗日法 （2）欧拉法 （3）流体质点的加速度 2.欧拉法的基本概念 （1）流动的分类 （2）流线 （3）流管、过流断面、元流和总流 （4）流量、断面平均 流 速 3.连续性方程 （1）连续性微分方程 （2）恒定总流的连续性方程 4.流体的运动微分方程 （1）无粘性流体运动微分方程 （2）粘性流体运动微分方程 5.元流的伯努力方程 （1）无粘性流体运动微分方程的伯努利积分 （2）伯努力方程的物理意义和几何意义 （3）粘性流体元流的伯努力方程 6.总流的伯努力方程 （1）均匀流及其性质 （2）非均匀渐变流和急变流 （3）总流的伯努力方程 （4）水
6、头 线 （5）总流伯努利方程应用的扩展 7.总流的动量方程 （1）动量定律 （2）总流的动量方程 二、重点 1.流体运动的描述 （1）拉格朗日法 （2）欧拉法 （3）流体质点的加速度 2.欧拉法的基本概念 （1）流动的分类 （2）流线 （3）流管、过流断面、元流和总流 （4）流量、断面平均 流 4 速 6.连续性方程 （1）连续性微分方程 （2）恒定总流的连续性方程 7.流体的运动微分方程 （1）无粘性流体运动微分方程 （2）粘性流体运动微分方程 8.元流的伯努力方程 （1）无粘性流体运动微分方程的伯努利积分 （2）伯努力方程的物理意义和几何意义 （3）粘性流体元流的伯努力方程 6.总流的伯努
7、力方程 （1）均匀流及其性质 （2）非均匀渐变流和急变流 （3）总流的伯努力方程 （4）水头 线 7.总流的动量方程 （1）动量定律 （2）总流的动量方程 三、难点 1.元流的伯努利方程。 2.总流的伯努利方程。 3 总流的动量方程。 第四章 流动阻力和水头损失 一、主要内容 1.流动阻力和水头损失的分类 （1）流动阻力和水头损失的分类 （2）水头损失的一般表达式 2.粘性流体的两种流态 （1）两种流态 （2）雷诺数 3.沿程水头损失与剪应力的关系 （1）均匀流动方程式 （2）圆管过流断面上剪应力分布 （3）壁剪切速度 5 4.圆管中的层流 （1）流动特性 （2）流速分布 （3）沿程水头损失的
8、计算 5.紊流运动 （1）紊流特性与时均化 （2）紊流的剪应力 （3）粘性地层 6.紊流的沿程水头损失 （1）尼古拉兹实验 （2）流速分布 （3） 的半经验公式 （4）阻力区的判别 （5）工业管道和克列伯洛克公式 （6）沿程摩阻系数的经验公式 （7）非圆管的沿程水头损失 7.局部水头损失 （1）局部水头损失的一般分析 （2）几种典型的局部水头损失系数 （3）局部阻力之间的相互干扰 8.边界层概念与绕流阻力 （1）边界层概念 （2）曲面边界层及其分离现象 （3）绕流阻力 二、重点 1.流动阻力和水头损失的分类 （1）流动阻力和水头损失的分类 （2）水头损失的一般表达式 2.粘性流体的两种流态 （
9、1）两种流态 （2）雷诺数 3.沿程水头损失与剪应力的关系 （1）均匀流动方程式 （2）圆管过流断面上剪应力分布 （3）壁剪切速度 4.圆管中的层流 （1）流动特性 （2）流速分布 （3）沿程水头损失的计算 5.紊流运动 （1）紊流特性与时均化 （2）紊流的剪应力 （3）粘性地层 6.紊流的沿程水头损失 （1）尼古拉兹实验 （2）流速分布 （3） 的半经验公式 （4）阻力区的判别 （5）工业管道和克列伯洛克公式 （6）沿程摩阻系数的经验公式 6 （7）非圆管的沿程水头损失 7.局部水头损失 （1）局部水头损失的一般分析 （2）几种典型的局部水头损失系数 三、难点 1.圆管中的层流运动；紊流运动
10、。 2.紊流的沿程水头损失。 3.局部水头损失；绕流阻力。 第五章 孔口、管嘴出流和有压管流 一、主要内容 1.孔口出流 （1）圆柱形外管嘴恒定出流 （2）孔口变水头出流 2.管嘴出流 (1)圆柱形外管嘴恒定出流 （2）收缩断面真空 （3）圆柱形外管嘴的正常工作条件 3.有压管流 （1）短管的水力计算 （2）长管的水力计算 4.有压管道中的水击 （1）水击现象 （2）水击压强的计算 （3）水击波的传播速度 （4）防止水击危害的措 施 二、重点 1.孔口出流 （1）圆柱形外管嘴恒定出流 （2）孔口变水头出流 2.管嘴出流 (1)圆柱形外管嘴恒定出流 （2）收缩断面真空 3.有压管流 （1）短管的
11、水力计算 7 4.有压管道中的水击 （1）水击现象 （2）水击压强的计算 （3）水击波的传播速度 （4）防止水击危害的措施 三、难点 1.有压管流。 2.有压管道中的水击。 第六章 明渠流动 一、主要内容 1.概述 （1）明渠流动的特点 （2）底坡 （3）棱柱形渠道与非棱柱形渠道 2.明渠均匀流 （1）明渠均匀流现成的条件及特征 （2）过水断面的几何要素 （3）明渠均匀流的基本公式 （4）明渠均匀流的水力计算 （5）水力最优断面和设计深 度 3.无压圆管均匀流 （1）无压圆管均匀流的特征 （2）过水断面的几何要素 （3）无压圆管的水力计算 （4）输水性能最优充满度 （5）最大充满度、设计流速
12、4.明渠流动状态 （1）临界流速，弗劳德数 （2）断面单位能量，临界水深 （3）临界底坡 5.水跃与水跌 （1）水跃 （2）水跌 6.棱柱形渠道非均匀渐变流水面曲线的分析 （1）棱柱形渠道非均匀渐变流微分方程 （2）水面曲线分析 （）水面曲线分析的总结 二、重点 1.概述 （1）明渠流动的特点 （2）底坡 （3）棱柱形渠道与非棱柱形渠道 8 2.明渠均匀流 （1）明渠均匀流现成的条件及特征 （2）过水断面的几何要素 （3）明渠均匀流的基本公式 （4）明渠均匀流的水力计算 （5）水力最优断面和设计深 度 3.无压圆管均匀流 （1）无压圆管均匀流的特征 （2）过水断面的几何要素 （3）无压圆管的水
13、力计算 4.明渠流动状态 （1）临界流速，弗劳德数 （2）断面单位能量，临界水深 （3）临界底坡 5.水跃与水跌 （1）水跃 （2）水跌 6.棱柱形渠道非均匀渐变流水面曲线的分析 （1）棱柱形渠道非均匀渐变流微分方程 （2）水面曲线分析 （3）水面曲线分析的总 结 三、难点 1.明渠均匀流。 2.无压圆管均匀流，明渠流动状态。 3.棱柱形渠道非均匀渐变流水面曲线的分析。 第七章 堰流 一、主要内容 1.堰流及其特性 （1）堰和堰流 （2）堰的分类 2.宽顶堰溢流 （1）基本公式 （2）淹没影响 （3）侧收缩影响 3.薄壁堰和实用堰溢流 （1）薄壁堰溢流 （2）实用堰溢流 9 二、重点 1.堰流
14、及其特性 （1）堰和堰流 （2）堰的分类 2.宽顶堰溢流 （1）基本公式 （2）淹没影响 （3）侧收缩影响 3.薄壁堰和实用堰溢流 （1）薄壁堰溢流 （2）实用堰溢流 三、难点 1.宽顶堰溢流。 2.薄壁堰行业使用堰溢流。 第八章 渗流 一、主要内容 1.概述 （1）水在土中的状态 （2）渗流模型 （3）渗流的分类 （4）不计流速水头 2.渗流的阻力定律 （1）达西定律 （2）达西定律的适用范围 （3）渗流系数的确定 （4）裘皮依公式 3.井和井群 （1）普通完全井 （2）自流完全井 （3）井群 二、重点 1.概述 （1）水在土中的状态 （2）渗流模型 （3）渗流的分类 （4）不计流速水头 2.渗流的阻力定律 （1）达西定律 （2）达西定律的适用范围 （3）渗流系数的确定 （4）裘皮依公式 3.井和井群 （1）普通完全井 （2）自流完全井 10 三、难点 普通完全井的自流完全井的涌水量计算。 第九章 量纲分析和相似原理 一、主要内容 1.量纲和谐原理 （1）量纲的概念 （2）无量纲量 （3）量纲和谐原理 2.量纲分析法 （1）瑞利法 （2） 定律 （3）量纲分析方法的讨论 3.相似理论基础 （1）相似概念 （2）相似准则
