中国海洋大学教学大纲-港口航道与海岸工程-水力学II

水力学 开课院系 ： 工程学院 课程编号： 082702101289 课程英文名称 ： Hydraulics (II) 课程总学时 ： 34 总学分 ： 2 含实验或实践学时 ： 0 学 分 ： 0 推荐使用教材 ：水力学（下册） 编 者 ：吴持恭 出版社 ：高等教育出版社 出版时间及版次 ： 2003 年 11 月第 3 版 课程教学目标与基本要求 ： 掌握液体运动的流场理论及实际液体运动的基本规律，学会水力分析和工程水力计算，同 时要熟练地掌握泄水建筑物消能的计算方法，还要掌握水力学实验的方法，步骤及技巧，为学习专业知识、从事工程技术和科学研究工作打下坚实的基础。 通过学习，应达到以下要求： 1、具有一定的理论基础知识： （ 1）正确理解水力学中恒定流、非恒定流、渗流和边界层的基本概念。 （ 2）正确掌握液体运动的流场理论及实际液体运动的基本方程。 （ 3）正确理解和掌握渗流理论，并能用该理论解决具体的渗流问题（普通井、完全井、井群） （ 4）正确理解水击的基本概念及其产生机理。 2、具有正确分析和计算工程水力学问题的能力： （ 1）能正确进行泄水建筑物消能池的水力计算及运用各种方法进行明渠非恒定流的描述。 （ 2）能正确进行渗流的分析和计算，并能利用边界层的微分方程计算各种边界层厚度。 （ 3）能运用流网法和势流叠加法解平面势流问题。 3、具有进行水力实验和电算的初步能力： （ 1）了解液体运动流场理论的基本编程方法，并能编制最基本的水力学计算程序。 （ 2）具有观察水力现象、分析和处理实验数据、编写实验报告的能力。 （ 3）具有对一般水力学问题进行电算求解的能力。 考试形式： 4、具有运用相似原理进行模型实验参数 确定的基本能力 （ 1）掌握相似现象和相似特征。单项力作用下的相似准则（重力相似准则和阻力相似准则），模型比尺。 （ 2）水力模型设计方法介绍。 考试形式 ：闭卷，其中闭卷考试占 70%，作业占 20%，平时占 10%。 授课内容与学时分配如下： 授课内容 教学目标 授课模式 学时 分配 第 9 章 泄水建筑物下游的水流衔接与消能 9.1 底流消能的水力计算 9.2 挑流消能的水力计算 9.3 连续介质和理想液体的概念 9.4 面流及消能戽消能简介 熟悉泄洪建筑物下游水流衔接及消能的方式；掌握底流消能水力设计计算，消能 池深度和长度底确定；了解挑流消能水力设计计算。 多媒体 4 第 10 章 有压管中的非恒定流 10.1 阀门突然关闭时有压管道中的水击 10.2 阀门逐渐关闭时有压管中的水击 10.3 非恒定流的基本方程组 10.4 水击的基本微分方程组 10.5 水击计算的解析法 10.6 调压系统中水面振荡 水击波传播过程和水击分类；非恒定流的基本方程简介；水击波波速和直接水击计算、间接水击计算介绍； 多媒体 4 第 11 章 明渠非恒定流 11.1 明渠非恒定流的特性及波的分类 11.2 明渠非恒定渐变流的基本方程式 11.3 初始条件及边界条件 11.4 特征线法 11.5 瞬时流态法 11.6 明渠非恒定急变流 11.7 波额流量 了解明渠非恒定流的特性及波的分类；渐变流的基本方程式；初始条件及边界条件。 多媒体 2 第 12 章 液体运动的流场理论 12.1 流速、加速度 12.2 流线、迹线及其微分方程 12.3 液体质点运动的基本形式 12.4 无涡流与有涡流 12.5 液体运动的连续性方程式 12.6 理想液体运动微分方程式及其积分 12.7 实际液体运动时所产生的内应力 12.8 实际液体运动微分方程式 12.9 紊动扩散的基本方程 掌握流线、迹线及其微分方程、液体运动的基本形式的判别，会推导液体运动的连续性方程式；熟悉理想液体运动微分方程及其积分的推求方法及其应用；了解实际液体运动的内应力及其微分方程式。 多媒体 6 第 13 章 边界层理论基础 13.1 边界层的概念 13.2 边界层的微分方程式 13.3 边界层厚度、排挤厚度、动量损失厚度及能量损失厚度 13.4 边界层的动量方程式 13.5 平板上层流边界层的计算 13.6 平板上紊流边界层的计算 13.7 边界层的分离现象及绕流阻力 了解边界层的概念 ；微分方程；厚度、排挤厚度、动量损失厚度及能量损失厚度；边界层的动量方程式。 多媒体 6 第 14 章 恒定平面势流 14.1 恒定平面势流的流速势及流函数 14.2 流网法解平面势流 14.3 势流叠加法解平面势流 掌握恒定平面势流的流速势及流函数的计算方法；了解流网法和势流叠加法解平面势流的方法。 多媒体 2 第 15 章 渗流 15.1 渗流的基本概念 15.2 渗流的基本定律达西定律 15.3 地下河槽中恒定渐变均匀渗流和非均匀渐变渗流 15.4 棱柱体地下河槽中恒定渐变渗流的浸润曲线 15.5 普通井及井群的计算 15.6 水平不透水层上均质土坝的渗流计算 15.7 渗流场基本微分方程式及其解法简介 15.8 用流网法求解平面渗流 15.9 水电比拟法绘制流网 熟练运用达西定律和杜比定律分析渗流问题的基本方法以及绘制渗流曲线；熟悉恒定均匀渗流和非均匀渐变渗流；掌握普通井及井群的计算等内容。 多媒体 6 第 16 章 相似原理和模型实验基础 16.1 相似现象的相似特征 16.2 相似条件 16.3 单项力作用下的相似准则 16.4 水工模型设计的几点说明及变态模型简介 掌握相似现象的相似特征及其及 个重要的相似准则；了解水工模型实验的基本理论