河海大学 水力学复习

水1000kg/m3;水银13600kg/m3;

牛顿内摩擦定律：FAduFdu ;dyAdy 动力黏度：（Pa.s）;运动黏度：（m2/s）牛顿流体：水、空气、汽油、酒精和水银 压缩性：体积压缩系数dV1dp;体积弹性系数K V静水压强：静水压强方向垂直指向作用面

静止液体中任一点处各个方向的静水压强的大小相等，与该作用面的方向无关

等压面上任意点处的质量力与等压面正交 水静力学基本方程：pp0gh;z标准大气压：1.014*105N/m2 平面静水总压力：PghcApcA

hC矩形11h;IC矩形bh3 212pC gyDyCIC yCA

1hC圆r;IC圆r4

4曲面静水总压力：PxghCAx;PzgV tanPzPx

恒定流：液体流动时空间各点处的所有运动要素都不随时间而变化的流动 流线：定时

迹线：定点

均匀流：流线是彼此平行的直线，过水断面是平面而且其尺寸和形状沿程不变

过水断面上的流速分布沿程不变，迁移加速度为零

过水断面上的动水压强分布规律按静水压强分布规律分布，即在同一过

水断面上各点的测压管水头为一常数 连续方程：Q1Q2

pupu能量方程（伯努利方程）：z111z222

g2gg2g动量方程：FQ(2v21v1)

22lv2v2水头损失hWhfhj d2g2g雷诺数Recucd

水流的惯性力与黏滞力之比

均匀流基本方程：gR'J

层流：ugJ221644(r0r);v平均umax；;2; 42Re3y2224(Hy);v平均umax；; 明渠均匀流：u23RegJ紊流：Rel2(du2) dy尼古拉斯试验：

层流区Re2300；层流转变为紊流的过渡区2300Re4000； 紊流区：光滑区(Re)；过渡粗糙区(Re,谢才公式：vCRi

1曼宁公式：CR6

n1)；粗糙区()

dddxdydz流线微分方程：ux(x,y,z,t)uy(x,y,z,t)uz(x,y,z,t) 迹线微分方程：

dxdydzdt

ux(x,y,z,t)uy(x,y,z,t)uz(x,y,z,t)uxuyuz连续性方程：0

xyz微团运动：

ux1uyux1uyux线变形率；角变形率()xy；旋转角速度()z

x2xy2xy流速势函数（有旋无势，有势无旋）duxdxuydyuzdzdxdydz xyz流函数（满足连续方程）duxdyuydxdxdy xy流函数等值线就是流线；两条流线间所通过单宽流量等于两个流函数值之差 柯西——黎曼条件：ux ;uyxyyx流网是正交网格，每一网格的边长之比等于流速势函数和流函数增值之比 短管水力计算：自由出流v12gH0

淹没出流vld1ld2gH

总水头线和测压管水头线的绘制：

上游水面线是测压管水头线的起始线；进口处有局部损失；出口为自由出流时，管道出口断面的压强近似为零，测压管水头线终止于出口断面中心；

出口若为淹没出流，下游水面是测压管水头线的终止线。若v020总水头线在出口处突然下降然后连接于下游水面线，若v020出口前后为突然扩大的水流，总水头线下降测压管水头线上升。

长管水力计算：串联Hhfi；并联QQi;HHi

i1i1nn水击：Ts2l2l直接水击；Ts间接水击 cccc0 DK1Epcv0

明渠均匀流（正坡） 梯形：A(bmh)h;b2h1m2

明渠水力最佳断面：bhg2(1m2m)2 明渠非均匀流

Frvgh

断面单位能Eshv22gAcQ2临界水深矩形hc3 2gBcgb2Q22水跃 共轭水深h20.5h1(18Fr11)

vEEs1v2明渠水面线计算：J2;Esihiii;ss2

CR2giJ

10：kH 堰：薄壁堰0.67实用堰2.5宽顶堰2堰流基本公式QmB2gH0 薄壁堰：矩形Qm0B2gH 宽顶堰淹没条件hsH00.8

3232淹没：下游水位高于堰顶，淹没水跃 三角形QCH52

闸孔出流： 宽顶堰e/H0.65；实用堰e/H0.75 消能：底流式、挑流式、面流式

渗流模型：通过空间同一过水断面，真实的渗流量等于渗流模型的渗流量

作用于模型中某一作用面上的渗流压力等于真实的渗流压力 模型中任意体积所受的阻力等于同体积内真实渗流的阻力

渗流基本定律（达西定律）：uvkJkdH ds无压渐变渗流的微分方程：QkAJkA(idh)

ds正坡s2s1lh01h(21ln2); i11h02平坡lk22(h1h2) 2q2(H2h0)井：普通完整井Qk

Rlnr0恒定平面渗流的流网解法：ukJ(H2h0)2kts承压完整井Q2kt RRlnlnr0r0kh nsqmkh nhHiH(i1)

n水力相似基本原理：几何相似l；运动相似u,a；动力相似F

牛顿相似定律：NeF l2v2(Ne)p(Ne)m

重力相似准则FrpFrm

摩阻力相似准则：层流RepRem

紊流粗糙区nl

16vl

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