中國海洋大學(xué)教學(xué)大綱-港口航道與海岸工程-水力學(xué)I.doc

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水力學(xué)Ⅰ 開課院系： 工程學(xué)院 課程編號： 082702101287 課程英文名稱：Hydraulics (I) 課程總學(xué)時： 51 　　　　 總學(xué)分：3 含實驗或?qū)嵺`學(xué)時：0　　　　　　　　　　 學(xué)　分：0 推薦使用教材：水力學(xué) 編 者：吳持恭 出版社： 高等教育出版社　 出版時間及版次：2003年11月第3版 課程教學(xué)目標與基本要求： 水力學(xué)是港口、航道及海岸工程專業(yè)本科生的必修課程，通過51學(xué)時的課程學(xué)習(xí)，要求掌握液體平衡和運動的有關(guān)概念及其基本規(guī)律，學(xué)會水力分析和基本的水力計算，為學(xué)習(xí)專業(yè)知識、從事工程技術(shù)和科學(xué)研究工作打下堅實的基礎(chǔ)。通過學(xué)習(xí)，達到以下要求： 1、具有一定的理論基礎(chǔ)知識： （1）正確理解水力學(xué)中有關(guān)的基本概念。 （2）正確區(qū)分各種流動類型、流動形態(tài)和一些局部水力現(xiàn)象。 （3）正確理解和掌握液體平衡和恒定總流運動的基本方程，并能應(yīng)用它們來分析、求解基本的水力學(xué)問題。 （4）正確理解液流能量轉(zhuǎn)化和能量損失的原因；掌握有關(guān)液流阻力和水頭損失的理論知識，并能對一般水頭損失問題進行分析和計算。 2、具有正確分析和計算水力學(xué)問題的能力： （1）能正確進行平面和曲面上的靜水壓力以及液流對固體邊界作用力的分析和計算。 （2）能正確進行管道、明渠、堰、閘等水工建筑物過水能力的分析和計算。 （3）能進行明渠水面曲線的分析和計算。 考試形式：閉卷考試。課程成績=試卷(百分制)70%+作業(yè)(百分制)20%+平時(百分制)10%。 授課內(nèi)容與學(xué)時分配如下： 教學(xué)目標 授課模式 學(xué)時 分配 第1章 緒論 1.1 水力學(xué)的任務(wù)與研究對象 1.2 液體的主要物理性質(zhì) 1.3 連續(xù)介質(zhì)和理想液體的概念 1.4 作用于液體上的力 1.5 水力學(xué)的研究方法 掌握液體粘性、連續(xù)介質(zhì)模型，了解作用于液體上的力及水力學(xué)的研究方法 傳統(tǒng)講授 4 第2章 水靜力學(xué) 2.1 靜水壓強及其特性 2.2 液體的平衡微分方程式及其積分 2.3 等壓面 2.4 重力作用下靜水壓強的基本公式 2.5 幾種質(zhì)量力同時作用下的液體平衡 2.6 絕對壓強與相對壓強 2.7 壓強的測量 2.8 壓強的液柱表示法，水頭與單位勢能 2.9 作用于平面上的靜水總壓力 2.10 作用于曲面上的靜水總壓力 2.11 作用于物體上的靜水總壓力，潛體與浮體的平衡及其穩(wěn)定性 掌握水靜力學(xué)基本特性及基本方程，能計算曲面水壓力。 傳統(tǒng)講授 8 第3章 液體運動的流束理論 3.1 描述液體運動的兩種方法 3.2 恒定流與非恒定流 3.3 跡線與流線 3.4 流管，微小流束，總流，過水斷面，流量與斷面平均流速 3.5 一元流，二元流，三元流 3.6 恒定一元流的連續(xù)性方程 3.7 理想液體及實際液體恒定微小流束的能量方程式 3.8 均勻流與非均勻流，非均勻漸變流與急變流 3.9 實際液體恒定總流的能量方程式 3.10 能量方程式應(yīng)用舉例 3.11 實際液體恒定總流的動量方程式 3.12 恒定總流動量方程式應(yīng)用舉例 掌握實際液體恒定總流的能量方程式；能量方程式，并能解決實際問題。 傳統(tǒng)講授 8 第4章 液流形態(tài)及水頭損失 4.1 水頭損失的物理概念及其分類 4.2 液流邊界幾何條件對水頭損失的影響 4.3 均勻流沿程水頭損失與切應(yīng)力的關(guān)系 4.4 液體運動的兩種型態(tài) 4.5 圓管中的層流運動及沿程水頭損失的計算 4.6 紊流的特征 4.7 沿程阻力系數(shù)的變化規(guī)律 4.8 計算沿程水頭損失的經(jīng)驗公式—謝齊公式 4.9 局部水頭損失 掌握沿程水頭損失及局部水頭損失計算，了解紊流特征及紊動切應(yīng)力計算 傳統(tǒng)講授 6 第5章 有壓管中的恒定流 5.1 簡單管道水力計算的基本公式 5.2 簡單管道水力計算的基本類型 5.3 簡單管道水力計算的基本特例—虹吸管及水泵裝置的水力計算 5.4 串聯(lián)管道的水力計算 5.5 并聯(lián)管道的水力計算 5.6 分叉管道的水力計算 5.7 沿程均勻泄流管道的水力計算 了解簡單管道水力計算，虹吸管及水泵裝置的水力計算；串聯(lián)和并聯(lián)管道的水力計算等。 傳統(tǒng)講授 4 第6章 明渠恒定均勻流 6.1 明渠的類型及其對水流運動的影響 6.2 明渠均勻流的特性及其產(chǎn)生條件 6.3 明渠均勻流的計算公式 6.4 水力最佳斷面及允許流速 6.5 明渠均勻流的水力計算 6.6 粗糙度不同的明渠及復(fù)式明渠的水力計算 掌握明渠均勻流的計算公式；水力最佳斷面及允許流速；了解明渠均勻流的水力計算等。 傳統(tǒng)講授 4 第7章 明渠恒定非均勻流 7.1 明渠水流的三種流態(tài) 7.2 斷面比能與臨界水深 7.3 臨界底坡，緩坡與陡坡 7.4 臨界水深的一些實例 7.5 明渠恒定非均勻漸變流的微分方程式 7.6 棱柱體明渠中恒定非均勻漸變流水面曲線 7.7 明渠中恒定非均勻漸變流水面曲線的計算──逐段試算法 7.8 河渠中恒定非均勻流的流量與糙率的計算 7.9 河道水面曲線的計算 掌握明渠恒定非均勻漸變流的微分方程式；棱柱體明渠中恒定非均勻漸變流水面曲線分析；了解明渠恒定非均勻漸變流水面曲線的計算—逐段試算法； 傳統(tǒng)講授 9 第8章 水躍 8.1 棱柱體水平明渠的水躍方程 8.2 柱體水平明渠的水躍共軛水深的計算 8.3 水躍方程的實驗驗證 8.4 棱柱體水平明渠中水躍的能量損失 8.5 棱柱體水平明渠的水躍躍長的確定 8.6 非棱柱體明渠中的水躍 掌握水躍方程；棱柱體水平明渠中水躍共軛水深的計算；柱體水平明渠中水躍的能量損失 傳統(tǒng)講授 4 第9章 堰流及閘孔出流 9.1 堰流的類型及計算公式 9.2 薄壁堰流的水力計算 9.3 實用堰流的水力計算 9.4 寬頂堰流的水力計算 9.5 窄深堰流的水力計算 9.6 閘孔出流的水力計算 了解堰流的類型、計算公式；薄壁堰、實用堰、寬頂堰流的水力計算；閘孔出流的水力計算 傳統(tǒng)講授 4 合計 51 學(xué)習(xí)參考書： 1、水力學(xué)，郭維東、裴國霞、韓會玲，中國水利水電出版社，2005年 2、水力學(xué)，趙振興、何建京，清華大學(xué)出版社，2005年 3、水力學(xué)，李大美、楊小亭主編，武漢大學(xué)出版社，2004年