河海水力学考研章节分析及第4版复习资料整理

2012年第一章牛顿内摩擦定律第二章水静力学第三章总流能量方程和动量方程各一道第五章求流函数与势函数相关问题第四章与第七章综合围绕谢才公式2013年第二章水静力学出两道第三章能量方程和动量方程结合出一道第四章围绕谢才公式的问题第五章求流函数和势函数相关问题第八章跟据水面曲线结合单宽流量（较难）2014年第一章牛顿内摩擦定律第二章水静力学第三章总流能量方程和动量方程各一道第五章求流函数和势函数第八章利用水面曲线求相关问题2015年第一章牛顿内摩擦定律第二章水静力学第三章能量方程和动量方程各一道第五章求流函数和势函数第四章与第七章结合围绕谢才公式展开我们很明显的规律，第二章的水静力学，第三章能量方程和动量方程，第五章的流函数和势函数是必考的四道大题，也不光是这几年，以前也基本是必考的。第一章的牛顿内摩擦定律，第四章谢才公式，第八章水面曲线问题也都要按大题准备。为什么要总结这个，因为虽然说每一章都考，某一章出计算题还是不出计算复习起来是不一样的，付出的时间也是不一样，一道大题最少15分。如果自己盲目的复习，教材的每一章都可以出一道甚至多道计算题，这样无用功就用的太多。这样看来，大题的范围就缩小了非常多，想堰流，渗流这几章就不用花大量的时间（小题也要注意一下）。下面给大家说一下小题的注意问题，以及重点需要花费时间的章节。由于水力学这门课的特点就是知识点多，所以出小题的地方就太多了，不向大题指向性这么明显。但哪几章重点这还是很明显的。把重点章节和最常考的问题给大家总结一下。第二章绝对压强和相对压强；压力体的问题（计算题也用得到，很重要）；第三章几个概念均匀流和非均匀流；渐变流与急变流；第四章小题重点章节。知识点太多不一一列举，拿12年到14年真题来说，从层流紊流问题，到雷诺数，附加切应力，可出的太多，每年5道左右的判断+填空跑不了。第五章注意一点就可以液体是否做有旋运动取决于微团本身而不是液体运动轨迹。13年考过一次。第六章注意有压管中的水击，属于必考题类型，特别注意13,14,15年都考。第七章内容比较简单基础，容易结合第八章或第四章考。第八章与第四章属于同一重要等级的章节，知识点很多：急流缓流，水跃，断面单位能量的变化，水面曲线问题等。第九章堰的分类；孔流还是堰流这两个属于必考等级第十章底流消能注意第十一章渗流流网计算，以前是属于计算题考点，现在改成填空题，非常重要第十三章注意比尺问题属于必考等级由于小题考点众多，就把最重要的结合近几年真题，给大家简单总结一下，目的是为了让大家开始复习时，就能针对考研少走弯路，不要搞错了重点。水力学一、概念1.水力学：是一门技术学科，它是力学的一个分支。水力学的任务是研究液体（主要是水）的平衡和机械运动的规律及其实际应用。2.水力学：分为水静力学和水动力学。3.水静力学：关于液体平衡的规律，它研究液体处于静止（或相对平衡）状态时，作用于液体上的各种力之间的关系。4.水动力学：关于液体运动的规律，它研究液体在运动状态时，作用于液体上的力与运动要素之间的关系，以及液体的运动特性与能量转换等。5.粘滞性：当液体处于运动状态时，若液体质点之间存在着相对运动，则质点间要产生内在摩擦力抵抗其相对运动，这种性质称为液体的粘滞性，此内摩擦力又称为粘滞力。6.连续介质：一种咱连续充满其所占据空间毫无空隙的连续体。7.理想液体：就是把水看作绝对不可压缩、不能膨胀、没有粘滞性、没有表面张力的连续介质。8.质量力：通过所研究液体的每一部分质量而作用于液体的、其大小与液体的质量与比例的力。如重力、惯性力。9.单位质量力：作用在单位质量液体上的质量力。10.绝对压强：以设想没有大气存在的绝对真空状态作为零点计量的压强。p’011.相对压强：把当地大气压Pa作为零点计量的压强。p12.真空：当液体中某点的绝对压强小于当地压强，即其相对压强为负值时，则称该点存在真空。也称负压。真空的大小用真空度Pk表示。13.恒定流：在流场中任何空间点上所有的运动要素都不随时间而改变，这种水流称为恒定流。14.非恒定流：流场中任何空间点上有任何一个运动要是随时间而变化的，这种水流称为非恒定流。15.流管：在水流中任意取一微分面积dA，通过该面积周界上的每一个点，均可作一根流线，这样就构成一个封闭的管状曲面，称为流管。16.微小流束：充满以流管为边界的一束液流。17.总流：有一定大小尺寸的实际水流。18.过水断面：与微小流束或总流的流线成正交的横断面。19.流量：单位时间内通过某一过水断面的液体体积。Q20.均匀流：流线为相互平行的直线的水流21.非均匀流：流线不是互相平行的直线的水流。按流线不平行和弯曲的程度，可分为渐变流和急变流两种类型。22.渐变流：当水流的流线虽然不是互相平行直线，但几乎近于平行直线时称为渐变流（或缓变流）。所以渐变流的情况就是均匀流。23.急变流：若水流的流线之间夹角很大或者流线的曲率半径很小，这种水流称为急变流。24.水头损失：因实际液体具有粘滞性，在流动过程中会产生水流阻力，克服阻力就要耗损一部分机械能，转化为热能，造成水头损失。25.沿程水头损失：在固体边界平直的水道中，单位重量的液体自一断面流至另一断面所损失的机械能就叫做两断面之间的水头损失，这种水头损失是沿程都有并随沿程长度而增加的，所以又叫做沿程水头损失。26.湿周：液流过水断面与固体边界接触的周界线叫做湿周。27.层流：当流速较小时，各流层的液体质点是有条不紊地运动，互不混杂，这种型态的流动叫做层流。28.湍流：当流速较大时，各流层的液体质点形成涡体，在流动过程中，互相混掺，这种型态的流动叫做湍流。29.运动要素的脉动：当一系列参差不齐的涡体连续通过湍流中某一定点时，必然会反映出这一定点上的瞬时运动要素（如流速、压强等）随时间发生波动的现象。30.绝对粗糙度：固体边界的表面总是粗糙不平的，粗糙表面凸出高度叫做绝对粗糙度。△31.水力光滑面32.水力粗糙面33.过渡粗糙面二、公式1．惯性力：F=-ma2．密度：ρ=3．重力（重量）：G=mg4．τ=η牛顿内摩擦定律相邻液层接触面的单位面积上所产生的内摩擦力τ的大小，与两液层之间的速度差du成正比，与两液层之间距离dy成反比，同时与液体性质有关。η称为动力粘度，简称粘度。牛顿内摩擦定律：作层流运动的液体，相邻液层间单位面积上所作用的内摩擦力（或粘滞力），与流速梯度成正比，同时与液体的性质有关。τ=η液体作层流运动时，相邻液层之间所产生的切应力与剪切变形速度成正比。所以粘滞性可视为液体抵抗剪切变形的特性。5.运动粘度νν=6.对于水，ν的经验公式为：牛顿内摩擦定律只能适用于一般液体，对于某些特殊液体是不适用的。一般把符合牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体，反之称为非牛顿流体。7.体积压缩率κ（Pa-1）体积压缩率是液体体积有相对缩小率与压强的增值之比。8．体积模量Κ，体积压缩率的倒数Κ=9.单位质量力f=与加速度有一样的量纲10.液体平衡微分方程分式==ρfy=ρfz物理意义：平衡液体中，静水压强没某一方向的变化率与该方向单位体积上的质量力相等。积分式dp=ρ(fxdx+fydy+fzdy)11.巴斯加原理p=p0+ρ(U-U0)平衡液体中，边界上的压强p0将等值地传递到液体内的一切点上;即当p0增大或减小时，液体内任意点的压强也相应地增大或减小同样数值。12.静止液体中任意点的静水压强计算公式(由z+=C)p=p0+ρgh或p=p0+ρg(z0-z)这一结论只适用于质量力只有重力的同一种连续介质。z为静止液体内任意点在坐标平面以上的几何高度，称为位置水头；是该点的测压管内液柱高度，称为压强水头；z+称为测压管水头。13.绕中心轴作等角速旋转的液体z+-=C14.相对压强p=p’-pa静止液体相对压强p=ρgh15.真空度pk=pa-p’16．阿基米德原理Fp=ρg(V2-V1)=ρgV作用于淹没物体上的静水总压力只有一个铅垂向上的力，其大小等于该物体所排开的同体积的水重。17.Q=vA通过总流过水断面的流量等于断面平均流速与过水断面面积的乘积。18.恒定总流的连续性方程（三大基本方程之一）Q=A1v1=A2v2移项得在不可压缩液体恒定总流中，任意两个过水断面，其平均流速的大小与过水断面面积成反比，断面大的地方流速小，断面小的地方流速大。19.不可压缩理想液体恒定流微小流束的能量方程（伯努利方程）单位重量液体位能单位重量液体压能单位重量液体动能通常不可压缩实际液体恒定总流的能量方程20.总水头H=21.总水头坡度（水力坡度）22.恒定总流的动量方程其中注意：（1）矢量式，标明方向。（2）输出动量-输入动量（3）计算机时未知力可假设一个方向，结果为正则方向正确，为负则与假设方向相反。23.水力半径24.均匀流沿程水头损失与切应力的关系式τ0=ρgRJ25.雷诺数26.达西公式27.圆管层流的流速公式28.粘性底层厚度29.时，为光滑区伯拉修斯公式4000Re105尼库拉兹公式Re10630.时，为过渡光滑区柯列布鲁克-怀特经验公式3000Re10631.时，为粗糙区，即阻力平方区尼库拉兹经验公式Re32.谢齐公式C为谢齐系数，C=R为断面水力半径，33.曼宁公式C=N为粗糙系数34.局部水头损失ζ为局部水头损失系数v为发生局部水头损失以后（或以前）的断面平均流速三、思考题1.绪论0.10.20.30.52.水静力学1.11.21.31.41.51.63.液体运动的流束理论2.12.22.32.42.52.64.液流型态及水头损失3.13.23.43.6四、习题绪论（P12）0.1解：2000221.00337.0101775.0tt，当Ct35,25,15,9,7,3时，代入公式得相应温度下的运动粘滞系数：0.016091、0.014237、0.013435、0.011413、0.008962、0.007244cm2/s。t-v曲线图00.0050.010.0150.02379152535温度t运动粘滞系数（cm2/s）0.2解：32Hyuum，dyyHHudyyHHHudyyHuHyuddummmm313132313232323232)(将5.0,25.0Hy分别代入上式得：HuHuyHHudydummm84.0,058.132310.3解：X=0，Y=0，Z=-g0.4解：LLTMLMTLgph23210.5解：根据牛顿内摩擦定律有：dydu由于两板之间的距离非常小mmm001.01，故两板之间的速度分布可近似地看作线性分布，从而有：udydu又：uAAF将已知数据：msmumAsPa001.0,1,2.08.0,15.12代入得：KNuAF184001.012.08.015.10.6解：（1）dpVdVk，34mV，3001.01mLdV，apdp5，故apdpVdVk00005.054001.0，apkK2000000005.011（2）apkVdVdp25.0100014001.0水静力学（P52-59）1.1解：由等压面条件有：accacpphpphpp联立求解30从而：Kpapc4.10738.978mpphac96.08.998107341.2解：已知：33300/28.1331000/8.913600/10.111000/8.96.1132/50.81000/8.93.867mKNgmKNgmKNgmmmcmhmcmhmcms04.04,2.020,05.051由等压面条件有：1010110100ghhhppxhppxhppABBA