水力學

《土木工程系列教材:水力學(第3版)》根據全國土木工程專業指導委員會1999年10月定稿的《流體力學》教學大綱編寫。內容包括基本理論和工程應用兩大部分。基本理論部分包括緒論、水靜力學、水動力學、流動阻力和水頭損失。工程應用部分包含孔口、管嘴恆定出流，長、短管水力計算，支狀、環狀管網水力計算，恆定明渠流及滲流。每章均附適量習題並給出答案；書末列舉了9個水力學實驗，供有類似設備的院校選用。《土木工程系列教材:水力學(第三版)》適合於大土木專業本科生使用。

第1章緒論

1.1水力學的研究對象

1.2液體的基本特徵和主要物理性質

1.2.1液體的基本特徵

1.2.2國際單位制（SI）和工程單位制

1.2.3液體的主要物理性質

1.3作用於液體上的力

1.3.1表面力

1.3.2質量力

第2章水靜力學

2.1靜水壓強的概念

2.1.1靜水壓強的定義

2.1.2靜水壓強的特性

2.2液體的平衡微分方程與等壓面

2.2.1液體的平衡微分方程

2.2.2等壓面

2.3重力作用下靜水壓強的分佈規律

2.3.1重力作用下靜水壓強的基本公式

2.3.2絕對壓強、相對壓強、真空壓強和壓強的表示方法

2.3.3靜水壓強基本方程的能量意義和幾何意義

2.4水靜力學在量測上的應用

2.4.1測壓管

2.4.2壓差計

2.5作用於平面上的靜水總壓力

2.5.1圖解法

2.5.2分析法

2.6作用於曲面上的靜水總壓力

2.6.1曲面上靜水總壓力的大小

2.6.2靜水總壓力的方向

2.6.3靜水總壓力的作用點

2.7作用於物體上的靜水總壓力、俘力、浮體的平衡

2.7.1作用於物體上的靜水總壓力一一阿基米德原理

2.7.2沉體、潛體及浮體的平衡

本章小結

第3章恆定總流的基本方程

3.1描述液體運動的兩種方法

3.1.1拉格朗曰法和歐拉法

3.1.2質點的加速度：當地加速度、遷移加速度與全加速度

3.1.3液體運動的一些基本概念

3.2恆定總流的連續性方程

3.3恆定總流的能量方程

3.3.1理想液體恆定微小流束的能量方程

3.3.2實際液體恆定流微小流束的能量方程

3.3.3實際液體恆定總流的能量方程

3.4恆定總流的動量方程

3.4.1恆定總流動量方程式的推導

3.4.2恆定總流動量方程式的應用條件和技巧

3.4.3恆定總流動量方程式應用舉例

3.4.4動量方程與能量方程的異同

本章小結

第4章流動型態和水頭損失

4.1流動阻力和水頭損失的分類

4.1.1流動阻力的分類

4.1.2水頭損失的分類

4.1.3水頭損失的疊加原理

4.2實際液體流動的兩種流態

4.2.1雷諾試驗

4.2.2層流和紊流的判別

4.2.3雷諾數的物理意義

4.3均勻流沿程水頭損失與切應力的關係

4.3.1沿程水頭損失與邊壁切應力的關係

4.3.2沿程水頭損失與流層間切應力的關係

4.3.3沿程水頭損失的通用計算公式

4.4圓管中的層流運動

4.4.1圓管均勻層流的流速分佈

4.4.2圓管均勻層流的斷面平均流速

4.4.3圓管均勻層流的流量

4.4.4圓管均勻層流的沿程水頭損失

4.4.5圓管均勻層流的動能改正係數

4.5紊流運動的基本概念

4.5.1紊流的形成過程

4.5.2紊流運動要素的脈動現象與時均化的概念

4.5.3紊流附加切應力與普朗特的動量傳遞理論

4.5.4紊流中的層流底層及紊流中的流區

4.5.5紊流的流速分佈

4.6紊流的沿程水頭損失

4.6.1沿程阻力系數的試驗研究

4.6.2實際管道（自然粗糙）沿程阻力系數

4.6.3計算沿程水頭損失的經驗公式

4.7局部水頭損失

4.7.1圓管突然擴大的局部水頭損失

4.7.2管道局部水頭損失係數

4.8邊界層基本概念和繞流阻力

4.8.1邊界層基本概念

4.8.2邊界層的分離現象與繞流阻力

本章小結

第5章孔口、管嘴恆定出流和有壓管道恆定流

5.1孔口、管嘴出流和有壓管流的基本概念

5.2孔口、管嘴恆定出流的基本公式

5.2.1液體流經薄壁孔口的恆定出流

5.2.2液體經管嘴的恆定出流

5.3有壓管道的恆定流

5.3.1短管的水力計算

5.3.2長管的水力計算

5.3.3管網的水力計算

本章小結

第6章明渠恆定流動

6.1明渠的幾何特性

6.1.1明渠的底坡

6.1.2明渠的橫斷面

6.1.3過水斷面的幾何要素

6.1.4稜柱形渠道與非稜柱形渠道

6.2明渠均勻流

6.2.1明渠均勻流的特性和形成條件

6.2.2明渠均勻流基本公式

6.2.3明渠均勻流水力計算

6.2.4水力最優斷面和允許流速

6.2.5無壓圓管均勻流水力計算

6.3明渠恆定非均勻流

6.3.1明渠的流動狀態

6.3.2斷面比能、比能曲線

6.3.3臨界水深

6.3.4臨界底坡

6.3.5水躍和水跌

6.3.6稜柱形渠道非均勻漸變流水面曲線的分析

6.3.7明渠恆定非均勻漸變流水面曲線的計算

6.4堰流及閘孔出流

6.4.1堰流的類型及基本公式

6.4.2閘孔出流基本公式

本章小結

第7章滲流

7.1滲流現象和滲流模型

7.1.1滲流現象

7.1.2水在土中的存在形態

7.1.3土的滲流特性

7.1.4滲流模型

7.2滲流的基本定律

7.2.1達西定律

7.2.2達西定律的適用範圍

7.2.3滲透係數

7.3恆定漸變滲流的杜比公式

7.3.1恆定均勻滲流和非均勻滲流的斷面流速分佈

7.3.2恆定漸變滲流的基本微分方程和浸潤曲線

7.4井和集水廊道的滲流計算

7.4.1集水廊道

7.4.2無壓完整井

7.4.3承壓完整井

7.4.4大口井和基坑排水

7.4.5井羣

7.5應用流網解平面滲流問題

7.5.1平面有壓滲流流網的繪製

7.5.2利用流網進行滲流計算

本章小結

附錄一水力學實驗

附錄二英語專業名詞索引

習題參考答案

參考文獻

附圖Ⅰ

附圖Ⅱ

附圖Ⅲ

附圖Ⅳ