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第1章 绪论1

1.1水力学的任务及发展简史1

1.2流体的连续介质模型2

1.3流体的主要物理性质2

1.3.1密度2

1.3.2重度3

1.3.3黏性4

1.3.4黏性流体与理想流体5

1.3.5牛顿流体与非牛顿流体6

1.3.6压缩性6

1.4液体的表面性质7

1.4.1表面张力7

1.4.2毛细现象8

1.5作用于液体上的力8

1.5.1表面力8

1.5.2质量力9

1.6流体力学的研究方法9

第2章 水静力学11

2.1静水压强的特性11

2.2流体静压强的特征12

2.2.1流体静压强的方向垂直于作用面，并指向作用面12

2.2.2任一点流体静压强的大小与其作用面的方向无关13

2.3流体平衡微分方程及其积分14

2.3.1流体平衡微分方程14

2.3.2流体平衡微分方程的积分及等压面15

2.4重力作用下流体静压强的基本方程15

2.4.1方程的推导15

2.4.2帕斯卡原理16

2.4.3连通器原理16

2.4.4流体静压强分布图17

2.5流体压强的测量19

2.5.1流体压强的表示形式19

2.5.2流体压强的度量20

2.6流体压强的测量仪器21

2.6.1金属式测压计21

2.6.2电测式测压计21

2.6.3液柱式测压计21

2.7流体相对静止时的压强分布24

2.7.1做等加速度直线运动的流体的压强分布24

2.7.2等角速旋转容器内的流体的压强分布25

2.8静止流体作用在平面上的总压力26

2.8.1解析法26

2.8.2图算法29

2.9静止流体作用在曲面上的总压力31

第3章 水动力学理论基础36

3.1流体运动的描述36

3.1.1拉格朗日法36

3.1.2欧拉法37

3.1.3流体质点加速度和质点导数37

3.2研究流体运动的若干概念39

3.2.1恒定流与非恒定流39

3.2.2一元流、二元流和三元流39

3.2.3流线与迹线40

3.2.4流管、元流、总流、过流断面41

3.2.5流量、断面平均流速41

3.2.6均匀流与非均匀流42

3.2.7渐变流与急变流42

3.2.8系统与控制体43

3.3流体运动的连续性方程44

3.4流体运动的连续性微分方程45

3.5流体的运动微分方程及其积分47

3.5.1理想流体的运动微分方程47

3.5.2实际流体的运动微分方程48

3.5.3欧拉运动微分方程的积分49

3.6恒定总流伯努利方程（能量方程）50

3.6.1理想流体恒定元流的伯努利方程50

3.6.2理想流体伯努利方程的物理意义和几何意义51

3.6.3元流能量方程的应用举例51

3.7实际流体恒定总流的伯努利方程及其适用条件52

3.7.1实际液体恒定总流的伯努利方程52

3.7.2实际流体恒定总流能量方程的适用条件54

3.7.3实际流体恒定总流能量方程附带的几点说明54

3.7.4恒定总流的能量方程应用举例55

3.8.恒定总流的动量方程57

3.8.1恒定总流动量方程的推导57

3.8.2总流动量方程的应用58

3.8.3总流动量方程的解题步骤58

3.8.4推论59

第4章 量纲分析和相似原理65

4.1量纲分析概述65

4.1.1量纲和单位65

4.1.2无量纲数66

4.2量纲和谐原理67

4.3量纲分析法69

4.3.1雷利法69

4.3.2π定理70

4.4相似原理74

4.4.1相似理论的基本概念74

4.4.2牛顿相似定律75

4.5相似准则75

4.5.1重力相似准则（佛汝德模型）75

4.5.2阻力相似准则76

4.5.3压力相似准则77

4.5.4表面张力相似准则78

4.5.5弹性力相似准则78

4.5.6惯性力相似准则78

第5章 流动阻力和水头损失81

5.1流动阻力和水头损失的分类81

5.1.1沿程阻力和沿程水头损失81

5.1.2局部阻力和局部水头损失81

5.1.3总水头损失82

5.2实际流体流动的两种形态82

5.2.1雷诺实验82

5.2.2层流、紊流的判别标准——临界雷诺数84

5.3均匀流基本方程式与沿程水头损失计算公式86

5.4圆管中的层流运动88

5.4.1圆管层流的沿程阻力88

5.4.2圆管层流的速度分布89

5.4.3圆管层流沿程水头损失的计算90

5.5圆管中的紊流运动92

5.5.1紊流的基本特征92

5.5.2紊流运动的时均化93

5.5.3紊流的切应力分布及断面速度分布94

5.5.4圆管紊流流核与黏性底层96

5.5.5沿程水头损失98

5.6管中沿程阻力系数变化规律98

5.6.1尼古拉兹实验98

5.6.2沿程阻力系数λ的计算公式100

5.6.3工业管道和柯列勃洛克公式101

5.6.4莫迪图102

5.6.5计算沿程阻力系数的其他经验公式102

5.7边界层理论简介105

5.7.1边界层的基本概念106

5.7.2边界层分离106

5.8局部水头损失108

5.8.1局部水头损失产生的原因108

5.8.2局部水头损失系数的影响因素109

5.8.3常见管道局部阻力系数的确定109

5.8.4局部阻碍之间的相互干扰115

5.9物体的阻力与减阻117

第6章 孔口、管嘴和有压管道流动123

6.1孔口出流123

6.1.1孔口出流的分类123

6.1.2薄壁小孔口恒定出流124

6.1.3孔口非恒定出流127

6.2管嘴恒定出流128

6.3管路的水力计算129

6.3.1短管的水力计算130

6.3.2工程中常见短管水力计算132

6.4长管的水力计算136

6.4.1简单管路136

6.4.2串联管路138

6.4.3并联管路139

6.4.4沿程均匀泄流管路140

6.5管网简介141

6.6离心式水泵及其水力计算142

6.6.1离心式水泵的工作原理142

6.6.2离心泵的性能参数143

6.6.3水力计算143

6.7水击简介145

6.7.1水击现象分析146

6.7.2水击压强的计算148

6.7.3水击波的传播速度149

第7章 明渠恒定流154

7.1明渠的类型154

7.1.1按明渠横断面形状分类154

7.1.2按断面形状、尺寸是否沿流程变化分类156

7.1.3按明渠底坡分类156

7.2明渠均匀流157

7.2.1明渠均匀流的特性及形成条件157

7.2.2明渠均匀流的水力计算公式158

7.2.3明渠均匀流水力计算的基本问题160

7.2.4明渠均匀流水力计算的其他问题162

7.3明渠非均匀流的基本概念166

7.3.1缓流、急流和临界流166

7.3.2佛汝德数168

7.3.3断面比能和临界水深169

7.4水跃和跌水172

7.4.1水跃172

7.4.2跌水175

7.5明渠恒定非均匀渐变流的基本微分方程177

7.6棱柱体渠道中恒定非均匀渐变流的水面曲线分析178

7.6.1渐变流水面曲线的分区178

7.6.2棱柱体渠道中恒定非均匀渐变流水面曲线的定性分析179

7.6.3水面曲线分析的步骤及注意要点180

7.7棱柱体渠道中恒定非均匀渐变流水面曲线的计算183

7.8天然河道中水面曲线的计算187

第8章 渗流191

8.1渗流的基本概念192

8.1.1土壤中水的形态192

8.1.2土壤的性质192

8.1.3渗流模型193

8.2渗流的达西定律194

8.2.1达西定律194

8.2.2达西定律的适用范围195

8.2.3渗透系数195

8.3恒定无压渗流196

8.3.1均匀渗流197

8.3.2渐变渗流的基本公式197

8.3.3地下水无压恒定渐变渗流的浸润线198

8.4井的渗流204

8.4.1普通完全井204

8.4.2承压完全井206

8.4.3井群207

8.5土坝渗流209

8.5.1上游段的计算210

8.5.2下游段的计算211

8.5.3浸润线212

8.6渗流运动的基本微分方程212

8.6.1渗流的连续性方程212

8.6.2渗流的运动方程212

8.6.3渗流的流速势与拉普拉斯方程213

8.6.4渗流场的边界条件213

8.7用流网法求解平面渗流215

参考文献220