第1章绪论1

1.1水力学的定义、任务和发展简史1

1.2液体的连续介质模型2

1.3液体的主要物理性质3

1.3.1质量和重量3

1.3.2黏滞性4

1.3.3压缩性7

1.3.4表面张力8

1.3.5汽化压强8

1.4作用于液体的力9

1.4.1表面力9

1.4.2质量力9

思考题10

习题10

第2章水静力学12

2.1概述12

2.2静水压强及其特性12

2.2.1静水压强的定义12

2.2.2静水压强的特性13

2.3液体平衡微分方程及其积分14

2.3.1液体平衡微分方程14

2.3.2液体平衡微分方程的积分15

2.3.3等压面特性16

2.4重力作用下静水压强的分布规律16

2.4.1水静力学基本方程16

2.4.2绝对压强、相对压强，真空17

2.4.3水头与单位能量18

2.4.4等压面的应用19

2.4.5静水压强分布图21

2.5重力和惯性力同时作用下的液体平衡22

2.6作用于平面上的静水总压力24

2.6.1解析法24

2.6.2矩形平面静水压力——压力图法27

2.7作用于曲面上的静水总压力29

2.7.1静水总压力的大小29

2.7.2静水总压力的方向31

2.7.3静水总压力的作用点31

思考题32

习题34

第3章液体一元恒定总流基本原理37

3.1概述37

3.2描述液体运动的两种方法37

3.2.1拉格朗日法37

3.2.2欧拉法38

3.3液体运动的几个基本概念39

3.3.1恒定流与非恒定流39

3.3.2一元流、二元流与三元流40

3.3.3流线与迹线40

3.3.4流管、元流、总流、过水断面41

3.3.5流量与断面平均流速42

3.3.6均匀流和非均匀流42

3.3.7渐变流与急变流43

3.3.8系统和控制体44

3.4恒定流动的连续方程45

3.5恒定元流的能量方程46

3.5.1理想液体恒定元流的能量方程46

3.5.2伯努利方程的能量意义和几何意义47

3.5.3实际液体恒定元流的能量方程48

3.6实际液体恒定总流能量方程49

3.7恒定总流动量方程54

3.8空化与空蚀的概念59

思考题59

习题60

第4章层流和紊流、液流阻力和水头损失63

4.1概述63

4.2水头损失的分类63

4.3液体运动的两种流态——层流和紊流64

4.3.1雷诺试验64

4.3.2沿程损失hf和平均流速v的关系65

4.3.3流态的判别——雷诺(Reynolds)数66

4.4均匀流基本方程68

4.4.1切应力与沿程损失的关系68

4.4.2切应力的分布70

4.5层流运动71

4.5.1圆管均匀层流71

4.5.2二元明渠均匀层流74

4.6沿程水头损失的一般公式76

4.7紊流概述77

4.7.1紊流的脉动现象和时均概念77

4.7.2紊流切应力79

4.7.3紊流的黏性底层81

4.7.4紊流的水力光滑面、水力过渡粗糙面和水力粗糙面82

4.8紊流的流速分布83

4.8.1对数流速分布83

4.8.2指数流速分布85

4.8.3黏性底层的厚度87

4.9沿程水头损失系数λ的试验研究——尼古拉兹试验89

4.9.1人工粗糙管道沿程水头损失系数λ的试验研究——尼古拉兹试验90

4.9.2实用管道沿程水头损失系数λ的试验研究92

4.10谢才公式96

4.11局部水头损失99

思考题103

习题103

第5章液体三元流动基本原理106

5.1概述106

5.2流线与迹线微分方程106

5.2.1流线微分方程106

5.2.2迹线微分方程107

5.3液体三元流动的连续性方程107

5.4液体微团运动的基本形式108

5.4.1液体微团运动形式分析108

5.4.2液体微团速度分解定理112

5.5有旋运动简介113

5.6液体恒定平面势流116

5.6.1流函数116

5.6.2流速势函数118

5.6.3流网及其性质119

5.6.4基本平面势流122

5.7液体运动微分方程124

5.7.1液体中一点处的应力状态124

5.7.2本构方程——应力与变形率的关系124

5.7.3应力形式的运动微分方程125

5.7.4运动微分方程——纳维斯托克斯方程126

5.7.5紊流时均运动微分方程——雷诺方程127

5.7.6边界层简介128

思考题130

习题130

第6章有压管流132

6.1概述132

6.2短管的水力计算132

6.2.1自由出流132

6.2.2淹没出流134

6.2.3总水头线和测压管水头线的绘制135

6.2.4短管水力计算举例136

6.3长管的水力计算139

6.3.1简单管道的水力计算139

6.3.2串联管道的水力计算141

6.3.3并联管道的水力计算141

6.3.4沿程均匀泄流管道的水力计算142

6.3.5管网水力计算基础144

6.4有压管路中的水击146

6.4.1水击波的传播过程146

6.4.2直接水击与间接水击148

6.4.3水击压强的计算149

思考题150

习题151

第7章明渠均匀流154

7.1概述154

7.1.1明渠的底坡154

7.1.2明渠的横断面154

7.2明渠均匀流的特性和形成条件157

7.2.1明渠均匀流的特性157

7.2.2明渠均匀流产生的条件157

7.3明渠均匀流的水力计算158

7.3.1明渠均匀流的计算公式158

7.3.2明渠均匀流水力计算三类基本问题161

7.3.3明渠均匀流水力计算的其他问题163

思考题170

习题170

第8章明渠非均匀流172

8.1概述172

8.2明渠水流的流态173

8.2.1缓流、临界流和急流173

8.2.2明渠中干扰微波的波速174

8.3断面单位能量、临界水深、临界底坡176

8.3.1断面单位能量176

8.3.2Es与h的关系(流量一定的条件下)177

8.3.3临界水深及其计算178

8.3.4临界底坡180

8.4两种流态的转换——水跃与水跌181

8.4.1水跃181

8.4.2水跌188

8.5棱柱体明渠水面曲线微分方程189

8.6棱柱体明渠水面曲线形状分析191

8.6.1水面曲线的类型191

8.6.2水面曲线的定性分析192

8.6.3水面曲线的共同规律及控制断面与控制水深的选取195

8.7明渠水面曲线计算196

8.8天然河道水面曲线计算201

8.8.1水面曲线计算公式202

8.8.2水面曲线计算方法202

8.9明渠弯段水流209

8.9.1横向水面超高209

8.9.2断面环流成因分析210

8.9.3弯段水流的能量损失211

8.10明渠非恒定流211

8.10.1明渠非恒定流的概念211

8.10.2明渠非恒定渐变流动的基本方程213

8.10.3明渠非恒定渐变流计算方法简介217

思考题217

习题218

2100433B