水力學

《水力學》是根據教育部高等學校力學基礎課程教學指導分委員會制訂的《流體力學（水力學）課程教學基本要求（A類）》編寫的，講授學時為40學時左右。全書共9章：緒論，水靜力學，水運動學基礎，水動力學基礎，流動阻力與水頭損失，孔口，管嘴出流和有壓管流，明渠流和堰流及閘孔出流，滲流，量綱分析和相似原理。

本書注重加強基礎理論知識，理論聯繫實際。內容精煉，深入淺出，通俗易懂，主要用於土木工程專業，適當兼顧其他專業的教學要求。各章都選配了典型例題、思考題和習題，書後附有習題答案和參考文獻。

《水力學》可作為高等學校土木工程、道路橋樑工程等專業本科生的教材，也可作為其他專業以及工程技術人員的參考用書。

第1章 緒論

1．1 水力學的任務及發展概況

1．1．1 水力學的任務

1．1．2 水力學的發展概況

1．2 連續介質假設·液體的主要物理性質

1．2．1 連續介質假設

1．2．2 液體的主要物理性質

1．3 作用在液體上的力

1．3．1 質量力

1．3．2 表面力

1．4 水力學的研究方法

1．4．1 理論分析方法

1．4．2 實驗研究法

1．4．3 數值計算法

思考題

習題

第2章 水靜力學

2．1 液體靜壓強的特性

2．1．1 靜水壓強

2．1．2 靜水壓強的特性

2．2 液體的平衡微分方程——歐拉平衡微分方程

2．2．1 液體的平衡微分方程

2．2．2 液體平衡微分方程的積分

2．2．3 等壓面

2．3 水靜力學基本方程

2．3．1 重力作用下的水靜力學基本方程

2．3．2 壓強的計量單位和表示方法

2．3．3 液體靜力學基本方程的物理意義和幾何意義

2．3．4 靜水壓強的測量

2．4 作用在平面上的靜水總壓力

2．4．1 圖解法

2．4．2 解析法

2．5 作用在曲面上的靜水總壓力

2．6 浮力·潛體及浮體的穩定

2．6．1 浮力的計算——阿基米德原理

2．6．2 物體在靜止液體中的浮沉

2．6．3 潛體及浮體的穩定

2．7 液體的相對平衡

思考題

習題

第3章 水運動學基礎

3．1 描述液體運動的兩種方法

3．1．1 拉格朗日法

3．1．2 歐拉法

3．1．3 跡線·流線·脈線

3．2 液體運動的基本概念

3．2．1 流管·流束·過流斷面·元流·總流

3．2．2 流量·斷面平均速度

3．3 液體運動的分類

3．3．1 恆定流和非恆定流

3．3．2 均勻流和非均勻流·漸變流和急變流

3．3．3 有壓流（有壓管流）、無壓流（明渠流）、射流

3．3．4 一元流、二元流、三元流

3．4 液體運動的連續性方程

3．4．1 系統和控制體

3．4．2 液體運動的連續性微分方程

3．4．3 恆定總流的連續性方程

思考題

習題

第4章 水動力學基礎

4．1 理想液體的運動微分方程——歐拉運動微分方程

4．2 理想液體元流的伯努利方程

4．2．1 理想液體運動微分方程式的積分

4．2．2 理想液體元流的伯努利方程

4．2．3 理想液體元流伯努利方程的意義

4．3 實際液體運動微分方程

4．3．1 液體質點的應力狀態

4．3．2 實際液體運動微分方程

4．4 實際液體恆定元流的伯努利方程

4．5 實際液體總流的伯努利方程

4．5．1 漸變流過水斷面上的動水壓強分佈

4．5．2 恆定總流的伯努利方程

4．5．3 總流伯努利方程的應用

4．6 恆定總流的動量方程

4．6．1 恆定總流的動量方程

4．6．2 動量方程應用

思考題

習題

第5章 流動阻力與水頭損失

5．1 流動阻力與能量損失的兩種形式

5．1．1 沿程阻力和沿程水頭損失

5．1．2 局部阻力及局部水頭損失

5．2 液體的兩種流動形態

5．2．1 雷諾實驗

5．2．2 層流、湍流的判別標準

5．3 恆定均勻流的沿程水頭損失和基本方程式

5．3．1 均勻流基本方程

5．3．2 圓管過水斷面上切應力分佈

5．4 圓管中的層流運動

5．4．1 斷面流速分佈

5．4．2 沿程水頭損失的分析和計算

5．5 液體的湍流運動

5．5．1 湍流的基本特徵及時均化

5．5．2 湍流切應力

5．5．3 普朗特混合長度理論

5．5．4 湍流核心與粘性底層

5．6 湍流沿程損失的分析和計算

5．6．1 尼古拉茲實驗曲線

5．6．2 人工粗糙管沿程阻力系數的半經驗公式

5．6．3 實用管道沿程阻力系數的確定

5．6．4 實用管道沿程阻力系數的經驗公式

5．7 局部水頭損失的分析和計算

5．7．1 局部水頭損失的分析

5．7．2 圓管突然擴大的局部水頭損失

5．8 邊界層基本概念

5．8．1 邊界層

思考題

習題

第6章 孔口、管嘴出流和有壓管流

6．1 薄壁孔口的恆定出流

6．1．1 小孔口的自由出流

6．1．2 小孔口的淹沒出流

6．1．3 小孔口的收縮係數及流量係數

6．1．4 大孔口的流量係數

6．2 管嘴恆定出流

6．2．1 圓柱形外管嘴的恆定自由出流

6．2．2 其他形式管嘴

6．3 短管的水力計算

6．3．1 自由出流

6．3．2 淹沒出流

6．3．3 短管的水力計算

6．4 長管的水力計算

6．4．1 簡單長管

6．4．2 串聯管路

6．4．3 並聯管路

6．4．4 沿程均勻泄流管路

思考題

習題

第7章 明渠流和堰流及閘孔出流

7．1 恆定明渠均勻流

7．1．1 明渠的分類

7．1．2 明渠均勻流的特徵與發生條件

7．1．3 明渠均勻流的基本公式

7．1．4 明渠的水力最優斷面和允許流速

7．1．5 明渠均勻流水力計算的基本問題

7．2 恆定明渠非均勻流若干基本概念

7．2．1 緩流和急流

7．2．2 斷面單位能量、臨界水深、臨界底坡

7．3 水躍和跌水

7．3．1 水躍

7．3．2 跌水

7．4 恆定明渠非均勻漸變流動的基本微分方程

7．5 稜柱體渠道中恆定非均勻漸變流水面曲線的分析

7．5．1 順坡渠道（i＞O）的水面曲線

7．5．2 平坡渠道（i=O）的水面曲線

7．5．3 逆坡渠道（i）

7．5．4 水面曲線的共性與分析方法

7．6 恆定明渠非均勻漸變流水面曲線的計算

7．6．1 稜柱體渠道中水面曲線的計算

7．6．2 非稜柱體渠道中水面曲線的計算

7．7 堰流

7．7．1 薄壁堰流

7．7．2 實用堰流

7．7．3 寬頂堰流

7．8 小橋孔徑的水力計算

7．8．1 小橋孔徑的水力計算

7．9 閘孔出流

7．9．1 閘孔自由出流

7．9．2 閘孔淹沒出流

思考題

習題

第8章 滲流

8．1 概述

8．2 滲流的簡化模型

8．3 滲流基本定律

8．3．1 達西定律

8．3．2 達西定律的適用範圍

8．3．3 滲透係數及其確定方法

8．4 恆定均勻滲流和非均勻漸變滲流

8．4．1 恆定均勻滲流

8．4．2 恆定漸變滲流

8．4．3 漸變滲流的基本微分方程

8．5 恆定漸變滲流浸潤曲線的分析和計算

8．6 集水廊道的滲流

8．7 井的滲流

8．7．1 完全潛水井

8．7．2 完全自流井

8．7．3 大口井

8．8 井羣的水力計算

8．8．1 完全潛水井的井羣

8．8．2 完全自流井的井羣

思考題

習題

第9章 量綱分析和相似原理

9．1 量綱分析

9．1．1 量綱和單位

9．1．2 量綱和諧原理

9．1．3 瑞利法

9．1．4 7C定理

9．2 流動相似原理

9．2．1 幾何相似

9．2．2 運動相似

9．2．3 動力相似

9．2．4 初始條件和邊界條件相似

9．2．5 牛頓一般相似原理

9．3 相似準則

9．3．1 重力相似準則

9．3．2 粘滯力相似準則

9．3．3 壓力相似準則

9．3．4 彈性力相似準則

9．3．5 表面張力相似準則

9．4 模型實驗

9．4．1 雷諾模型

9．4．2 弗勞德模型

思考題

習題

習題答案

參考文獻 ^[1]