《水力学（二）》课程教学大纲.doc

水力学（二）课程教学大纲四年制本科土木工程专业适用 （30学时 1.5学分）一、本课程的性质和任务本课程是土木工程专业的专业选修课程，是在前面已学水力学内容的基础上进一步分析水流现象，揭示水流运动规律及其实际应用的的一门课程。本课程的主要任务是：使学生掌握水流运动的一般规律和有关的基本概念、基本理论和分析方法，以及进行水力计算和水力试验的基本能力，为学习专业课程和毕业后从事专业技术工作、进行科学研究打下坚实的基础。二、本课程的基本要求1、对能力培养的要求（1）具有一定的理论基础：能正确区分流动类型、流动形态和局部流动现象，明确产生这些现象的场合及相互转化的条件；正确理解水力学中一些基本概念和物理意义，了解水流能量转化和能量损失的原因，明确水流沿程阻力系数和局部阻力系数的物理意义，掌握影响阻力系数的因素及确定阻力系数和水头损失的途径和方法；正确掌握水流运动的总流分析法，对水力学三大基本方程的物理意义有正确的理解并能应用三大基本方程求解实际问题。（2）对工程中与专业有关的水力学问题，具有正确进行分析和计算的能力。如确定水力荷载、计算过流能力、衔接与消能计算、渗流计算等。（3）掌握一定的试验技能。掌握量测水位、流量、流速、压强的方法和技能，了解现代量测技术，具有观测水力现象、分析实验内容、处理实验数据和编写报告的能力。（4）培养学生具有独自获取、灵活应用知识的能力，以及分析问题和解决问题的能力，为今后进行探索、开拓、创新奠定必要的基础。2、本课程的重点和难点（1）定理的应用和相似准则（2）短管和长管水力计算和水头线绘制（3）水击过程、管道非恒定流的基本方程（4）堰流、闸孔出流的判别和过流能力的计算（5）底流式消能的水力计算（6）液体运动的连续性方程、实际液体运动的微分方程及其物理意义（7）流网原理和流网绘制（8）渗流的达西定律3、选修课程及基本要求学习本课程之前，应学完高等数学、普通物理、理论力学、材料力学等课程，掌握如微分、积分、矢量、偏导数、泰勒公式、微分方程、液体的物理特性、动能定律、动量定律、达朗贝尔原理、势函数、应力应变等内容。 三、课程内容1、教学基本内容第一章 量纲分析和定理（1）量纲的基本概念，量纲和单位；（2）量纲合谐原理；（3）定理及其应用举例；第二章 有压管流（1）短管（虹吸管、水泵吸水管）的水力计算，侧压管水头线绘制，总水头线的绘制；（2）长管的水力计算：简单管路、串联管路、并联管路、沿程均匀泄流管路；（3）水击现象：水击及其传播速度，直接水击与间接水击的计算；第三章 堰流和闸孔出流（1）堰的基本形式：薄壁堰、实用堰、宽顶堰，堰孔及堰顶形式，实用堰设计原则、堰流的基本公式，流量系数、侧收缩系数、淹没系数的影响及定义，自由出流与淹没出流的条件、应用举例；（2）闸孔恒定出流基本公式：淹没系数、流速系数、流量系数的影响因素、意义； 第四章 泄水建筑物下游水流衔接和消能（1）消能机理与传统消能方式（挑流、底流、面流、消力戽），新型消能功简介；（2）泄水建筑物下游收缩水深的确定；（3）底流消能功（包括消力池、消力坎、综合式消力地）的水力计算；第五章 流场理论 （1）流线、流场、质点加速度、当地和迁移加速度的概念与数学表达式；（2）液体微团运动的基本形式：平移、转动、变形，无涡流、有涡流、速度环量和涡通量；（3）不可压缩液体运动的连续性方程式；（4）粘性液体的动水压强、切应力、实际液体的运动微分方程（NS方程）；第六章 平面势流（1）平面势流的流函数、势函数；（2）流网的特性及用流网法解平面势流；第七章 渗流（1）渗流现象，与渗流相关的土壤性质；（2）渗流模型，达西定律及其应用条件，渗透系数；（3）恒定渐变渗流的杜比公式、浸润线；（4）土坝渗流计算；（5）用流网法解平面渗流；待添加的隐藏文字内容3第八章 相似原理和模型试验基础（1）相似的概念与条件；（2）相似的一般准则：牛顿相似准则；（3）单一力的相似准则：重力准则，粘滞力准则等；（4）水工模型设计的几点说明；2、课外作业： 课外作业随躺布置。3、实验课： 无4、集中实习安排： 无四、使用大纲说明1、学时分配表课程内容学 时 数备 注总学时讲授实验上机量纲分析和定理22有压管流44堰流和闸孔出流44泄水建筑物下游水流衔接和消能44流场理论44平面势流44渗流44相似原理和模型试验基础44合计30302、教学方法提示主要采用课堂面授，充分利用多媒体教学。3、考核方式考查。成绩按优、良、中、及格、不及格五级计分。五、课程教材及主要参考书1、水力学 四川大学吴持恭主编 高等教育出版社2、水力学 武汉水利电力学院徐正凡主编3、流体力学 道格拉斯等编