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1、1,工程流体力学,总 复 习（1）,2,复习计划,第一次复习课：第一、二、三、四章第二次复习课：第五、七、八、九章,3,第一章 绪论,一、连续介质的概念 二、液体的主要物理性质：(1)惯性、质量、密度(2)易流动性、压缩性与表面张力特性(3)粘性：牛顿内摩擦定律三、理想流体与实际流体模型 四、作用在液体上的力质量力、表面力,4,第二章 流体静力学,一.静压强的特性,1.垂直指向受压面。 2.在同一点各方向的静压强大小与受压面方位无关.,二.液体平衡微分方程,综合式,积分式,5,等压面,等压面的性质,（1）等压面为等势面； （2）等压面与质量力正交。,等压面是水平面的条件,（1）单一重力 （2）
2、同一介质 （3）连续,6,2. 基本概念,位置水头、压强水头、测压管水头 绝对压强、相对压强、真空压强。,三.重力作用下静水压强的分布规律,1. 静力学基本方程,7,绘制原则: 找已知点压强. 根据静压强基本公式 计算点压强。 依据静压强的两个特性绘图.绘制要求:表示出压强的方向（特性1）；表示出压强的大小（特性2，定性画）；举例,3. 静压强分布图,8,四. 点压强的计算,1.找已知点压强；2.找出等压面；3.由静压强基本方程逐步推求未知点压强;,9,（1）作用在平面上的静水总压力大小:（2）压力中心（作用点）:（3）方向:垂直指向受压面.,五. 作用在平面上的静水总压力,10,（1）水平分
3、力：（2）垂直分力：（3）总压力：（4）总压力作用线的方向：,五. 作用在曲面上的静水总压力,11,关键：压力体画法,以曲面为底面，向自由液面（自由液面延长面）投影，曲面、铅锤面、自由液面所包围的水体为压力体。压力体与水在同一侧为实压力体，铅锤分力方向向下。反之，为虚压力体，铅锤分力方向向上。,12,第三章 流体运动学,一. 描述液体运动的两种方法,拉格朗日法,欧拉法,13,迁移 加速度,由流速不均匀性引起,由流速不恒定 性引起,加速度分量形式,时间加速度,14,二、欧拉法的基本概念,迹线和流线 恒定流、非恒定流 均匀流、非均匀流（渐变流、急变流） 流管、元流、总流和过流断面 流量和断面平均流
4、速 一元流、二元流和三元流,15,或,三. 连续性微分方程,16,能量方程,实际液体恒定总流的能量方程,理想流体元流能量方程,实际流体元流能量方程,第四章 流体动力学,17,例题1:如图示,有一供水系统,集水井水面与水池水面高差 z=8m, 水泵的扬程H=15m,水泵吸水管、压水管d=0.2m,管路总的水头损失 ， 为管中断面平均流速,求供水流量Q=?,18,恒定总流的动量方程,表面力、质量力、固体边界的反作用力,该方程是矢量方程，应用时一般都要写成分量形式，一定是输出的动量减去输入的动量。,19,应用举例,20,工程流体力学,总 复 习（2）,21,一.液体流动的两种型态,液体质点互不混掺，
5、做有条不紊的直线运动；,1.层流,形成涡体，液体质点脉动、互相掺混；,2.紊流,3. 流态的判别 雷诺数,表示惯性力与粘滞力的对比关系,圆管,非圆形断面的管道或渠道,第五章 流动阻力与能量损失,22,二.水头损失,三.沿程水头损失的计算公式,1. 均匀流基本方程,2.圆管过水断面上切应力的分布,水力半径,23,四.圆管中的层流运动,圆管层流中流速为抛物型分布（旋转抛物面）,24,2.紊流切应力,牛顿粘滞切应力,紊流附加切应力,五.紊流的特征,1. 紊流中运动要素的脉动,瞬时流速,时均流速,脉动流速,25,3.粘性底层,紊流中，在固体边界处，粘滞力起主要作用，靠近固体边界处流体作层流运动，这层流
6、体叫做粘性底层（厚度0）。粘性底层的厚度很薄，一般为十分之几毫米。粘性底层在流体力学研究中有非常重要的意义。,l与雷诺数、沿程阻力系数、管径有关。,26,4.紊流分区,水力光滑管区,过渡区,水力粗糙管区,水力光滑管、水力粗糙管不是一成不变的。,27,抛物型分布,对数分布,5.圆管紊流流速分布,紊流流速分布均匀化了，所以，工程上动能 修正系数 ，动量修正系数 。,28,六.尼古拉兹试验（ 的变化规律）,29,沿程损失系数的五个分区,1I区，Re2300，层流区，=f (Re)=64/Re，hf v 2II区，Re=23004000，层流到紊流过渡区，= f (Re) 3III区， 4000 Re
7、 0,平坡(平底坡) i = 0,逆坡(反坡) i 0 （顺坡渠道）,（运动条件）,（几何条件）,（动力条件）,46,（三）明渠均匀流的基本公式,C-谢才系数,（动力方程）,（连续性方程）,流量模数,曼宁公式：,巴氏公式：,47,（1）水力最优断面,定义： 过流断面的面积、糙率、底坡一定，通过的流量最大的断面形状与尺寸。,梯形断面最佳宽深比,水力最优不一定工程最优!,（四）水力最优断面,48,（一）流动类型及判别标准,二、 明渠恒定非均匀流,49,（二）断面单位能量（断面比能）,临界水深与临界流方程,矩形渠道 临界水深,普通形式,50,水流从缓流向急流过渡的局部水力现象，称跌水（水跌）。,水流
8、从缓流向急流过渡将经过临界水深，产生水面跌落。,（三）水跌与水跃,1.跌水,51,2.水跃,水流从急流过渡到缓流时，发生的水面突然跃起的局部水力现象，称为水跃。,共轭水深：,水跃方程,52,3. 水跃的型式,远驱式水跃,临界式水跃,淹没式水跃,53,（五）棱柱形渠道中渐变流水面曲线定性分析,54,55,第九章 堰流,一.堰的分类,（1）按/H大小,薄壁堰,实用堰,淹没出流,宽顶堰,（2）按水流形态,自由出流,56,二.堰流基本公式,三、宽顶堰自由出流水力特征,水面两次跌落,堰顶水流为急流,57,三、宽顶堰淹没出流及淹没过程,三、宽顶堰淹没出流判别标准,必要条件：,充分条件：,58,答疑时间：待定考试中，诚实守信，严禁作弊行为,Stay hungry，stay foolish,59,感谢大家这一学期对老师工作的支持和配合 祝大家：考试顺利 天天开心,失败只有一种，那就是放弃努力,Fanjuan 2012.6.9,
