河流动力学复习.doc

第一章 绪论 1、河流动力学是什么样的学科？主要研究什么？ 答：河流动力学是研究河道水流、泥沙运动、河床演变规律及其应用的学科。主要研究内容包括：①水流结构：研究水流内部运动特征及运动要素的空间分布；②泥沙运动：研究泥沙冲刷、搬运和堆积的机理；③河床演变：研究河流的河床形态、演变规律以及人为干扰引起的再造床过程。（由一条河流从表层到底部记忆，水流——泥沙——河床） 2、河流动力学的鲜明特点：半经验半理论 3、河流动力学的应用？ 答：①港口选址论证；②航道整治；③排除修建水利枢纽的不利影响 第二章 水流的紊动 1、紊流的特性 答：①即使在流量不变的情况下，流场中任意一点的流速和压力也随时间呈不规则的脉动；②紊流具有扩散性 2、如何判断紊流的发生？ 答：通过雷诺数进行判断。Re2000左右，属层流；Re在10000~12000时，进入紊流范围 3、紊流发生的分类 答：①水流很快流过固体边界，边界是静止的，水流是运动的；②两种不同流速的液体相接触，在接触面上的流速梯度也产生漩涡；③水流绕过物体或物体在静水中运动时，在物体背面，水流发生分离而产生漩涡。 5、紊动切应力如何产生？主要内容？ 答 6、流速分布公式实际应用注意问题？ 答：①天然河道Ks（明渠水流周界上的粗糙突起高度）难以直接测量。采用实测的方法来确定，即测出水槽的流速分布及u*值，再求出Ks；无法实测则查阅书册确定；②流速分布曲线原点对于不同床面不同 第三章 泥沙特性 1、孔隙率？ 答：孔隙率是泥沙中孔隙的容积占沙样总容积的百分比 2、比表面积含义 答：颗粒表面积与其体积之比 3、双电层现象？粘结水？粘滞水？ 答：水中（电解质中）离子吸附在泥沙表面和泥沙表面分子离解使泥沙颗粒表面带有负电荷，负电荷将吸引水中正电荷的离子形成吸附层。吸附层的离子不足以平衡颗粒电荷，继续吸附异号电荷形成扩散层，这就是双电层现象。 粘结水：在泥沙颗粒表面负电荷的作用下，靠近颗粒表面，在吸附层范围内的水分子失去自由活动的能力，整齐、紧密排列，这部分被称为粘结水。 粘滞水：围绕在粘结水外面，受到引力较小，排列较疏松的这部分水被称为粘滞水 4、什么是淤泥？絮凝现象？絮团沉速的影响因素 答：粒径小于0.03mm，沉积后，经历液体、粘性体或固体等阶段，固结过程可延续多年的泥沙。 泥沙在一定条件下彼此聚合的过程叫作絮凝。 影响因素：①泥沙形状；②水质；③含沙量 5、泥沙干容重？影响因素？ 答：指除去水分后的沙样重量（或质量）与沙样体积之比。 影响因素：①泥沙粒径：颗粒越细?其值越小，变幅越大；②泥沙淤积厚度：淤积深度越深?干容重越大，变幅越小；③淤积历时：随着淤积历时的增加而增加，且变化较大，达到一定时间后趋于稳定。 6、沉速定义及条件 答：单颗粒在无限大静止清水中匀速沉降的速度。下沉原因：重力作用；所受阻力：水流对颗粒的阻力；与泥沙颗粒粗细有关。 7、泥沙颗粒沉降过程中为什么要对绕流流态进行划分？如何划分？ 答： 通过沙粒雷诺数进行划分。。①0.5，绕流状态属层流；②1000，绕流状态属紊流；③介于0.5~1000，属过渡状态。 8、推导泥沙颗粒沉速公式过程中，半经验半理论体现在什么地方？ 答：理论：分析球体受力，得到结构公式；经验：阻力系数由实验确定。 9、细颗粒泥沙在某海域发生絮凝（含盐度大于10%）的沉速？ 答：一般在0.4~0.5mm/s左右 第四章 推移质运动 1、什么是推移质、悬移质？本质区别？能否相互转化？ 答：推移质：在河底附近，以滚动、滑动、跳跃或层移形式前进，其速度远小于水流速度的泥沙；悬移质：悬浮于水中，并在水流方向与水流以同样速度前进的泥沙。 推移质与悬移质间的差别：①运动规律不同：受力不同；运动速度不同；②能量来源不同：推移质直接消耗水流的机械能；悬移质仅消耗水流的紊动动能；③对河床作用不同。 可以相互转化。 2、无粘性均匀沙起动流速公式推导过程？起动拖曳力推导思路？ 答： ①滚动：思路：泥沙所受力对于某点力矩平衡 过程：颗粒所受的力：使其运动的力：水流推移力FD、水流的上举力FL 抗拒运动的力：泥沙的有效重力W ②滑动：思路：泥沙颗粒受力平衡 过程：颗粒所受的力：使其运动的力：水流推移力FD、水流的上举力FL 抗拒运动的力：泥沙的有效重力W 作业题 利用起动底速和对数或指数流速分布公式，将起动底速转化为起动拖曳力。 3、临界粒径及产生原因？不同粒径泥沙起动时水流和粒径之间的关系？ 答：存在某一粒径，大于该粒径时：粒径越大，越难起动；小于该粒径时：粒径越小，越难起动。 产生的原因：①近壁层流层对细颗粒泥沙的隐蔽作用；②细颗粒泥沙之间粘结力的作用 大于临界粒径的泥沙，随着粒径的增大，需要更强的水流才能起动；小于临界粒径的泥沙，随着粒径的减小，越难起动。 4、推导