水力学终期复习研究报告.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * 12 液体运动的流场理论 本章学习要求： 了解流场、速度、加速度的概念； 理解流线与迹线的微分方程； 理解微团运动的基本形式：平移、线变形、角变形和旋转； 了解有涡流、无涡流、速度环量和涡通量的概念； 了解液体运动的连续性方程； 了解理想液体和实际液体的运动微分方程。 EXIT 10、流线、迹线和等势线在任何条件下都有的性质是（ ） A、流线与等势线正交 B、流线与等势线重合 C、流线与迹线重合 D、迹线与等势线正交 本章学习基本要求： 掌握流速势函数和流函数及其特性； 了解势流叠加原理及其应用。 EXIT 14 恒定平面势流 * 无涡流：液体质点不存在绕自身轴旋转的流动，满足 无涡流存在流速势函数 ，满足 对给定时刻 t，有： XOY 平面的平面流，其流线方程式为 若上式左边是某一函数 的全微分，则上式就可积分，即 14.1 恒定平面势流的流速势及流函数 14.1.1 流函数及其性质 求解平面流就是要求解水流的流动场和流动图形，流线反映了平面流的流动图形。 或写作 EXIT 5 函数 叫做平面流的流函数。 本章学习基本要求： 理解渗流的基本概念和渗流的阻力规律； 理解集水廊道和单井的水力计算方法； 理解井群的计算原理。 EXIT 1 15 渗流 本章学习基本要求： 理解相似原理及相似现象； 理解不同相似特征的相似条件； 了解不同相似特征的相似比尺计算方法； 了解水工模型相似准则及相似条件。 EXIT 1 18 相似原理和模型试验基础 EXIT 1 EXIT 1 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 关于明渠的几个概念：明渠、横断面水力参数（m、β）、棱柱体明渠、正坡、平坡、逆坡 明渠恒定均匀流的特性、工程实践中明渠水深与长度的表示方法 明渠均匀流产生的条件（4点） 明渠均匀流的计算公式：连续性方程、动力方程 C = f (n, R) n 的取值规律 水力最佳断面 形状？ 工程实践中为何并不常用？ 明渠设计中为什么要设定流速范围？ n 取值注意事项 * 恒定流连续方程： 均匀流的谢齐公式： 明渠水流大多处于阻力平方区，可采用曼宁公式或巴甫洛夫斯基公式计算谢才系数 C。 式中 K 具有流量的量纲，被称为流量模数，单位为m3/s，它综合反映明渠断面形状、尺寸和粗糙系数对过流能力的影响。 均匀流的流量公式： 谢才系数 C 是 n 和 R 的函数。n 对 C 的影响远大于 R 对 C 的影响。正确选取 n 值对明渠均匀流计算至关重要。 EXIT 5.3 明渠均匀流的计算公式 * 例 某梯形土渠设计流量 Q 为 2 m3/s，渠道为重壤土，粗糙系数 n 为0.025，边坡系数 m 为1.25，底坡 i 为0.0002。设计一水力最佳断面，校核渠中流速(已知不淤流速 为0.4m/s)。 解：根据梯形明渠的水力要素计算公式和均匀流计算公式，并用曼宁公式计算谢才系数，整理后可得： 当为水力最佳断面时 值应由下式确定： EXIT 将各已知值及求得的 值代入，可求得水力最佳断面的水深及底宽 * 校核渠中流速是否满足不冲不淤的条件： 查表得 R ＝ 1 m 时的不冲允许流速 EXIT * 取 ，则不冲允许流速 对所设计的水力最佳断面 已知不淤流速 渠中断面平均流速为 故 所设计断面满足不冲刷不淤积的条件。 EXIT 2、什么叫正常水深？什么叫临界水深，如何用流速、Fr数、水深、底坡判断顺坡明渠恒定非均匀流的流态？ (8 分) 第六章 明渠恒定非均匀流 理解明渠水流的三种流态； 理解断面比能公式及掌握临界水深的计算公式； 理解临界底坡、缓坡与陡坡； 理解明渠恒定非均匀渐变流的微分方程； 掌握棱柱体明渠中恒定非均匀渐变流水面曲线分析； 理解明渠恒定非均匀渐变流水面曲线的计算。 本章学习要求： 明渠均匀流的形成条件。 绝大部分人工明渠和天然河道中的水流都不属于均匀流，但可按非均匀渐变流处理。 由于非均匀渐变流水深和断面平均流速沿程变化，需建立其分析计算方法。 水面线的变化规律与水流流态有关，所以先研究水流流态的判别方法。 以投入水中的石子（干扰物）形成的微幅波的传播规律来划分水流流态。 缓流、临界流、急流的定义。 微幅波波速的计算公式。 Froude数 采用Froude数判断水流流态 能量与力学意义。 从Froude数的能量意义看出，水流流态实际上取决于断面上的动能与势能的对比关系，于是引入断面比能的概念。 断面比能的概念与能量意义。