水力学知识感悟

各具特色的的水力学总结摘要：水力学课程转眼间要结束了，在学习期间，我们困惑过、欣喜过、迷茫过，但最终我们知道了什么是水力学，水力学是讲什么的，我们为什么要学习水力学.....但在结束的时候似乎我们每个人都找到了自己困惑的答案，我为自己能学习水力学而高兴，学习这门学科是自己终身的财富，我相信我绝不会从此丢掉水力学的，在课堂上学到的东西，终有一天会被实际证明的。同时向本书的编者，我国著名水力学专家、四川大学终身教授、中国共产党党员、水力学与山区河流开发保护国家重点实验室教授、博士生导师吴持恭先生表达我最崇高的敬仰之情，并祝愿他在天国幸福。我相信，我们会以吴老先生为榜样，寻着他的踪迹，坚持在水电事业的大道上，贡献自己的一份力量。关键词:水力学困惑欣喜感悟作为本次的执笔者，来总结这篇意义非凡的论文，我感到万分高兴。首先我想先介绍一下我们对水力学的认识的变化过程，可能有很多不足望指教，之后再具体阐述。我们刚接触她时感觉很有意思，我们竟然能够研究并利用世界上最多也最珍贵的水来为我们服务，并且通过人们一些所谓的智慧竟然能让桀骜不驯的水流为人类服务，修建水电站来提供我们需要的电力、修建灌溉工程来滋润我们的良田、修建水库来提供我们日常所需的水源等等，我们不得不佩服人类的伟大。如果我们真正想弄明白水流的性质，水力学是我们永远都迈不过去的坎。最感官的认识是“水力学”有女人的某些性质，有时让人捉摸不透，因此让我们带着一个急切的心情去想了解她，认识她，利用她。刚接触她时我们有点急切，可接触她之后却发现原来水的性质竟然这么复杂，可以说人类要想真正完全弄懂她是不可能的，大自然的智慧是人类永远无法完全弄明白的的，因此我们对自然的心态应该是敬畏的，而不应该是征服，对水流也一样，我们不应该让水流完全按照人类的意愿行事，应该给水流一些自由的空间，这样我们才能从水那里获得更多，而被伤害的更少。因此学完之后，让我们带着敬畏的心情，来总结我们所学过的水力学知识吧！接下来就是我们各具特色的水力学总结：篇提笔时又想起第一次写水力学论文时的情形，那时我这个外行对水力学全无概念，只能以天马行空的想象力来阐述“传说中的水力学”的微末。不知不觉中，我对水力学的学习也落下了帷幕。作为一个准工程师，本着专业精神的我先总结一下这学期学到的知识。我原想仔细梳理一下这学期学到的专业知识，但转念一想，我们水利工程师是干大事的人，怎么能拘泥于这些小节呢。所以我就在此细数一下那些过去、现在和未来注定在在我脑海中盘桓的公式。纵观水力学上下两册，连续性方程、能量方程和动量方程构成了水力学的框架，不管是静水还是动水、恒定流还是非恒定流、均匀流或是非均匀流，都少不了三大方程的身影。同时也要感谢班长，他的出现让我至今铭记雷诺数和弗劳德数的区别。在这半年的学习中，我最大的收获不仅仅在于又记住了几条公式，理解了几个定义，而在于学会如何以一个专业工程师的思维来思考问题与解决问题。李克锋老师有一句名言很得我的共鸣：生命不是有我们度过的日子组成的，而是由我们记得的日子组成的。或许李老师讲解的公式我忘了一大半，并且在考试后可能还会以对数函数的速率递减，但在水力学课堂上学到的作为工程师所具备的素质我是不会忘记的。“传说中的水力学”论文让我见识到理工科与文学的完美结合；“静压原理的应用”则让我真正感受到水力学在实际中的应用，而液压泵的设计也唤醒了我沉睡已久的工科生的想象力；在对“野渡无人舟自横”现象的分析中，我更是体会到应用基础知识对物理现象分析的乐趣；而在“闸坝的设计”中，我意识到自己身为一个工程师的责任。作为未来的工程师，光有热情和想象是不够的，更重要的是一种责任感。在“水面曲线的计算”中，我进一步了解到计算机技术在水利水电工程中的应用。篇经过一个学期的水力学学习，我对于水工水力学有了一个较为清晰的认识。经历了不知水力学为何物到对水力学有一个系统全面的了解的过程。我们水工专业所学的水力学总共就分了两个大的部分，即是以水力学三大方程为代表的基础知识部分和工程实际应用部分。在基础知识部分的学习过程中，我们见到了很多修正系数，比如动量修正系数、流量修正系数等等，所以有时我发现我们所学的水力学其实是一门“不精确”的学科，不禁会慨叹“学此水力学何用？”但是，当学习6到工程实际应用部分的时候，就开始感觉到它的用处了。虽然存在很多修正系数，不甚精确，但是用它来处理实际工程问题却是相当有用。到了工程实际应用部分的时候，我又发现“天呐，怎么这么多经验系数、经验公式？微分方程、偏微分方程都看不懂。”可当我静下心来品读水力学课本时，发现所谓的经验系数经验公式都是通过大量的实验及计算得到的，而当我们需要应用的时候还是要具体问题具体分析才行。那些“吓人”的微分方程、偏微分方程也其实并不可怕，要说可怕，可怕的是不会巧妙的学习，对于这些方程完全可以一笑而过。我所说的并不是不重视水力学的学习，只是觉得学习这样一门“不精确”的学科，重点在基础知识的学习了解，而知识的合理应用完全在于个人的方法。就比如说我们所学的《水利工程地质》，如果考试就考什么名词解释，填空，简答之类的毫无意义，让学生去死记硬背不会有好结果。而这次的考试就不需要去死记硬背，只要把课本的知识理解了就可以去考试了，这是一种很好的方法。所以“教育最本质的东西是把所学的知识忘掉后留下来的东西。”我们要学的是学习的方法。篇还记得开学的时候手捧两本水力学教材的厚重感，一个学期以来，我们渐渐揭开她神秘的面纱。经过一个学期的学习，无论从课堂知识，乃至人生，我们应该都学到了很多。在理论方面。从水静力学到水动力学，从恒定流到非恒定流，从均匀流到非均匀流，从层流到紊流，从缓流到临界流以至急流，从微小流束到实际总流，从理想液体到实际液体，从简单有压管道到明渠，从拉格朗日法到欧拉法，从雷诺数到弗劳德数，从三大方程到其具体应用……我们学到了系统的理论知识。基于上述眼花缭乱的知识，最精髓的应该是水力学的科学分析方法以及分析结果在实际工程中的应用。面对复杂的实际液体，我们认为其连续且不考虑其粘滞性、表面张力、压缩性从而引出了理想液体的概念，大大简化了水的物理分析，从而使水力学的发展成为可能。面对天然极其复杂的流动，我们又假设其运动要素不随时间而变化（实际不存在这种流动），引出恒定流的概念，进而取微小流束，得出了微小流束理想液体恒定流的能量方程，考虑其水头损失并在流域内加以积分，我们可以得到恒定总流的能量方程，结合动量方程和连续性方程，如果能求解水头损失一项，理论上我们可以解决所有流动问题。我们发现，水头损失和液流形态有关，于是引出层流和紊流的概念，并通过实验确定了一系列沿程阻力系数的经验公式，加以达西定律，我们理论上就可以计算沿程水头损失，但是由于当量粗糙度的确定太过麻烦，我们经常采取更简单的经验公式——谢齐公式直接计算沿程水头损失。由于急变流的存在，局部水头损失的计算面临很大困难，目前大多数情况都是用实验办法解决。完善的三大方程至此可以应用于一些实际工程，如有压管道中的恒定流，明渠恒定流及水工建筑物的水力计算。在处理明渠恒定流的时候水面线的分析对于边墙高度以及回水淹没范围有很大影响，故成为研究的重点。借此分析各种特殊水力现象，如水跌水跃，自然引出泄洪效能的各种办法。鉴于以上种种分析都是基于恒定流，正如前面所说，恒定流在自然界中几乎不存在，所以我们通过研究流场理论的高度来解决这个问题，最后，各种流动都高度地统一在NS方程中。由此，数值求解此方程成为水力学的最终目标。发现问题，解决问题是水利工程师的特色。先特殊后一般，在不断拓宽范围的过程中重点攻克难关（比如沿程阻力系数的确定），最终求得一般解决办法，是主要的研究思路。面对难于求解的解析问题，我们可以由经验系数代之；面对不均匀变化量，我们可以假设其均匀，再冠以不均匀系数。最终由实验确定经验公式及其适用范围。水力学不仅是一门理论课，同时她似乎是一门思维活动课。与我料想的枯燥情景截然不同，我们进行了多次讨论，如老师所说，我们的观点对不对已经不重要，重要的是我们自己进行了分析研究，自己在相关问题上提出了一些办法，我们学到了解决复杂问题的思路，我们训练了表达能力和合作精神。篇当我还沉浸在两位老师的一颦一笑中不能自拔时，当我还沉陷在《水力学》浩瀚的知识海洋中苦苦挣扎时，却发现已经快要到了与《水力学》说再见的时候了！（但愿真的如此，希望明年不会再见面了）课程结束，当我再次打开我那本异常崭新的《水力学》下册课本时，我心慌了，前所未有的感觉，至少是上大学来的第一次。我举目四望，水力学！水力学？我学到了什么，我又在苦苦寻求着什么？我一直努力着静下心来，回想自己这半年来的所学所得，试图从中截获些许什么来驱散自己这种感觉，但最终似乎只有接连不断的论文和三大方程在脑海徘徊······当然也可能是由于处在这个特殊的班级的缘故，总体来说这学期的《水力学》学习彻底颠覆了并校正了我对工科学生及工科课程的理解和认识。坦白说，是我之前对这些学科的理解存在着偏差，以为就是背背公式就万事大吉了。如今《水力学》让我真正了解到工科学习的奥秘。总结起来可分为三大类：一是工科学生学习工作要足够严谨，这一点从水力学公式中的众多修正系数中就能得到体现；二是理论和实践是相辅相成的两个要素，就像众多的经验系数和经验方程的确定与计算；三是文学细胞对工科学生也是必不可少的，这一点自然不言而喻；只有掌握了这三点，才会更好地处理今后在学习与工作中遇到的问题。可能是由于第一节课便听说水力学课程较难的原因吧，因此对水力学便格外重视，没有了以前的洋洋洒洒与漫不经心，眼神里多了份专注，但结果似乎不尽人意：动水压力、静水压力、恒定流、均匀流、水跃、水跌、水击、堰流及闸孔出流、流函数、势函数、三大方程、N-S方程，这些名词陌生又熟悉，理解却又迷惑······我不甘心，将水力学教材翻来翻去，苦苦思索，最后终于豁然开朗。虽然我没有记下三大方程，记下N-S方程，但我懂得了用微分的方法来研究连续介质；我懂得了利用相对与绝对的原则转化来简化计算；懂得了利用实验来为理论服务；懂得了研究物理量变化规律时的分类讨论思想；我会用几个小时记下这些方程公式，但这些思想却不是可以轻易获得；这些方程会随着时间的增长而慢慢在脑海消失，但这些思想，这些方法则将永不会褪色，我想这便是水力学给我的最好的财富。结尾篇学完之后，我们更要敬畏水流，假如日后我们要修建水电工程，希望我们真正做到与“水流”和谐相处。水力学学完让我们更加理解自然的奥秘是人类永远都无法完全参透的，我们唯有谦逊，才能真正见识自然地神奇。参考文献：《水力学》吴持恭