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1、1水力学水力学2 2总 复复 习2第三章第三章 恒定平面势流恒定平面势流 一、无涡流与有涡流一、无涡流与有涡流二、势函数与流函数二、势函数与流函数三、流函数与流速势的关系三、流函数与流速势的关系3四、流函数的性质四、流函数的性质五、求解平面势流的方法五、求解平面势流的方法 流网法、势流叠加法、复变函数法、数值计算法流网法、势流叠加法、复变函数法、数值计算法1 同一流线上各点的流函数的值为常数，或流函数同一流线上各点的流函数的值为常数，或流函数 值相等的点连成的曲线就是流线。值相等的点连成的曲线就是流线。 2 两流线间所经过的单宽流量等于该两流线间所经过的单宽流量等于该 两流线的流函数之差。两流
2、线的流函数之差。 3 平面势流的流函数是一个调和函数平面势流的流函数是一个调和函数 。 4例：设有两块平板，一块固定不动，一块在坚持平行例：设有两块平板，一块固定不动，一块在坚持平行条件下作直线等速运动。在两块平板之间装有粘性液体。条件下作直线等速运动。在两块平板之间装有粘性液体。这时的液体流动称为简单剪切流动，如下图。这时的液体流动称为简单剪切流动，如下图。其分布为其分布为 ， ，其中，其中 。试判别这个流动是势流还是有涡流。试判别这个流动是势流还是有涡流。 5一一. .渗流模型渗流模型1.1.何谓渗流模型；何谓渗流模型；2.2.渗流流速与实践流速的定义及关系。渗流流速与实践流速的定义及关系
3、。二二. .渗流的根本定律及适用范围渗流的根本定律及适用范围达西定律：达西定律：第十章第十章 渗流渗流适用范围：适用范围：8 井的渗流9 井群的渗流10一一. . 明渠非恒定流的特性及分类明渠非恒定流的特性及分类第十章第十章 明渠非恒定流明渠非恒定流特性：特性：特性之一：明渠非恒定流必定是非均匀流。特性之一：明渠非恒定流必定是非均匀流。或特性之二：明渠非恒定流也是一种动摇景象。特性之二：明渠非恒定流也是一种动摇景象。特性之三：波所及之区域内，特性之三：波所及之区域内，各过水断面水位流各过水断面水位流 量关系成量关系成绳套形曲线关系。绳套形曲线关系。11分类：分类：1按水力要素随时间变化的急剧程
4、度：延续波不延续波2按波到达以后水位的变化：涨水波落水波3按波的传播方向与水流方向能否一致顺波逆波12明渠非恒定延续性方程式明渠非恒定延续性方程式二二. . 根本方程根本方程13矩形断面明渠非恒定渐变流的根本微分方程组矩形断面明渠非恒定渐变流的根本微分方程组圣维南Saint-Venant方程组1871年 法国特征线法求解明渠非恒定流的根本思绪特征线法求解明渠非恒定流的根本思绪三三. . 特征线法特征线法14一一. .泥沙的特性泥沙的特性1.1.推移质及悬移质的运动形状推移质及悬移质的运动形状2.2.推移质和悬移质物理本质上的区别推移质和悬移质物理本质上的区别？第十三章第十三章 泥沙运动的根本原
5、理泥沙运动的根本原理3.3.床沙质与冲泻质如何划分及划分的意义床沙质与冲泻质如何划分及划分的意义？二二. .泥沙的运泥沙的运动方式方式15三三. .泥沙的起泥沙的起动1. 1. 起动条件及三种表示方法起动条件及三种表示方法起动条件：河床外表上的泥沙颗粒由静止形状起动条件：河床外表上的泥沙颗粒由静止形状转化为运动形状时的临界水流条件，称为泥沙转化为运动形状时的临界水流条件，称为泥沙起动条件。起动条件。起动拖曳力(临界拖曳力)tk起动流速vk起动功率 Nk表示方法：表示方法：162. Shields2. Shields曲线特点及曲线特点及ShieldsShields的起动拖曳力公式的起动拖曳力公式
6、17一、消能的主要方式一、消能的主要方式 底流消能底流消能挑流消能挑流消能消能方式第十五章第十五章 泄水建筑物下游水流的衔接与消能泄水建筑物下游水流的衔接与消能面流消能面流消能戽流消能戽流消能水流特征水流特征消能原理消能原理适用条件适用条件特点特点二、收二、收缩断面水深及共断面水深及共轭水深的水深的计算算矩形堰流计算公式：堰流计算公式：2图解法：0=E0/hk 0=E0/hk ， c=hc/hkc=hc/hk1试算法：19二、消力池的水力二、消力池的水力计算算1.挖深式消力池的水力计算挖深式消力池的水力计算1 确定流量确定流量Q，计计算各算各级级流量下的收流量下的收缩缩水深水深和和第第二二共共
7、轭轭水水深深。 hc需需求求试试算算或或图图解解，找找出最大差出最大差值值。2 令令Z=0，确定池深初始，确定池深初始值值。3 重新重新计计算收算收缩缩水深水深hc1,，试试算或算或图图解。解。4 计计算算 和和 。5 再再计计算算池池深深d1。 ，与与d0比比较较。假假设设d1与与d0不不相相等等，那那么么重重新新设设定定d2，回回到到第第三三步步，直直至至di+1di。6 按最大流量按最大流量计计算池算池长长202.坎式消力池的水力计算坎式消力池的水力计算1 计计算各算各级级流量下的收流量下的收缩缩水深和第二共水深和第二共轭轭水深。找出最大差水深。找出最大差值值。2 计计算坎高。算坎高。
8、s13 假假设设 ，那那么么消消力力坎坎为为自自在在溢溢流流，计计算算正正确确，但但需需检检查查坎坎后后水水流流衔衔接接情情况况。假假设设坎坎后后产产生生远远驱驱水水跃跃，将将第第一一道道坎坎作作为为堰堰来来处处置置，按按 和和 计计算算，建建第第二二道道坎坎。假假设设二道坎后二道坎后还还是是远驱远驱式水式水跃跃，那么要建第三，那么要建第三道坎道坎.。普通只。普通只设设两道，在多那么两道，在多那么应应改改动动消能消能设计设计方案。方案。 4 假假设设 ，消消力力坎坎为为淹淹没没溢溢流流，此此时时应应重重新新设设计计坎坎高高 ，然后，然后 计计算：算： 5再由再由 ，查查表表15-2，得，得 ，
9、那么，那么过过坎流量坎流量为为：6假假设设 ，那那么么坎坎高高即即为为 ，否否那那么么重重新新设设 .直直至至 。7 池池长长21三、三、辅助消能工助消能工趾墩 消力墩 尾槛 四、挑流消能的四、挑流消能的计算算公式给出公式给出22五、新型消能工五、新型消能工23第十六章第十六章 高速水流高速水流 一、高速水流的定一、高速水流的定义二、高速水流二、高速水流产生的水力学生的水力学问题1 1 定义定义 ：将流速到达：将流速到达15-20m/s15-20m/s以上的水流称为高速水流。以上的水流称为高速水流。1压强脉动2空蚀景象3掺气景象4冲击波24三、脉三、脉动压强对水工建筑物的影响水工建筑物的影响1.增大建筑物的瞬时荷载。2.引起建筑物的振动。3.添加空蚀发生的能够性。四、空化与空四、空化与空蚀概概 念念空化判别规范空化判别规范空化对水工建筑物的影响空化对水工建筑物的影响减免措施减免措施空化发生条件：K Ki25五、水流五、水流掺气气水流外表掺气的景象水流掺气的机理紊流边境层实际王俊勇：水流掺气浓度水流掺气水深计算26考考 试试考试地点：考试地点： 考试时间：考试时间： 2021.4.28 14:0015:3527仔细复习仔细复习预祝同窗们预祝同窗们考试获得好的成果考试获得好的成果!
