水力學(河海大學建設的慕課)

課程性質

課程背景

水力學主要研究水的平衡（相對平衡）和水在做機械運動時力和運動的規律，套用於管道水流、明渠水流、堰流、滲流等，在冶金機械、城市建設、石油化工、生物醫學、環境工程等國民經濟其它領域都需要水力學知識。

課程定位

水力學課程是研究液體平衡和機械運動規律及其套用的學科，也是水利類各專業的技術基礎課程。

課程簡介

水力學課程共十二章，第一章緒論，介紹液體的物理性質、液體的粘滯性等內容；第二章水靜力學，介紹壓強與壓力、液體平衡微分方程等內容；第三章水動力學，介紹元流能量方程、動量方程等內容；第四章層流紊流、液流阻力與水頭損失，介紹層流運動、紊流運動等內容；第五章三元流動基本原理，介紹流線與跡線微分方程、液體微團運動的基本形式等內容；第六章有壓管流，介紹短管的水力計算、總水頭線與測壓管水頭線的繪製等內容；第七章明渠均勻流，介紹明渠的幾何特徵、明渠均勻流的特性和形成條件等內容；第八章明渠非均勻流，介紹斷面單位能量、臨界水深、臨界底坡等內容；第九章堰流與閘孔出流，介紹堰的分類、堰流的基本公式等內容；第十章泄水建築物上下游水流銜接與消能，介紹底流式銜接與消能等內容；第十一章滲流，介紹滲流的基本定律、恆定無壓滲流等內容；第十二章水力模型試驗基本原理，介紹水力相似基本原理等內容。

課程大綱

第一章緒論

1.1 水力學的定義

1.2 水液體的物理性質

1.3 液體的粘滯性

第一章作業

第一章測驗

第二章水靜力學

2.1 壓強與壓力

2.2 靜水壓強的特性

2.3 液體平衡微分方程

2.4 重力作用下靜水壓強的分布規律

2.5 水頭與單位能量，等壓面及其套用

2.6 靜水壓強分布圖

2.7 作用於平面上的靜水總壓力

2.8 作用於曲面上的靜水總壓力

作業

第二章單元測驗

第三章水動力學

3.1概述拉格朗日法

3.2歐拉法

3.3基本概念1

3.4基本概念2

3.5 元流能量方程

3.6 總流能量方程

3.7 總流能量方程套用1

3.8 總流能量方程套用2

3.9 動量方程

3.4 基本概念3

第三章作業

第三章測驗

第四章層流紊流、液流阻力與水頭損失

4.1 水頭損失

4.2 層流與紊流

4.3 層流與紊流的判別

4.4 均勻流基本方程

4.5 層流運動

4.6 紊流運動

4.7 紊流切應力

4.8 紊流的粘性底層

4.9 紊流的流速分布

4.10 沿程水頭損失係數的試驗研究

4.11 實用管道沿程水頭損失係數的試驗研究

4.12 謝才公式

4.13 局部水頭損失

第四章單元作業

第五章三元流動基本原理

5.1 概述

5.2 流線與跡線微分方程

5.3 液體三元流動的連續性方程

5.4 液體微團運動的基本形式

5.5 有旋運動簡介

流網

第六章有壓管流

短管

短管的水力計算1

短管的水力計算2

總水頭線與測壓管水頭線的繪製

第七章明渠均勻流

7.1概述

7.1.2明渠的幾何特徵

7.2 明渠均勻流的特性和形成條件

7.4明渠均勻流水力計算的其它問題

第八章明渠非均勻流

8.1 概述

8.2 明渠水流的兩種形態

8.3 斷面單位能量、臨界水深、臨界底坡

8.4 明渠水流的兩流態轉換

8.4.2水躍

8.5稜柱體明渠水面曲線微分方程

8.6稜柱體明渠水面曲線形狀分析

第九章堰流與閘孔出流

9.1 概述

9.2 堰的分類

9.3 堰流的基本公式

實用堰

寬頂堰

第十章泄水建築物上下游水流銜接與消能

10.1 概述

10.2 底流式銜接與消能

第十一章滲流

11.1概述

11.2滲流的幾個概念

11.3 滲流的基本定律

11.4 恆定無壓滲流

11.5 井的滲流

恆定平面滲流的流網解法

第十二章水力模型試驗基本原理

概述

水力相似基本原理

（註：課程大綱排版從左到右列）

開課信息

開課次數	開課時間	授課教師	學時安排	參與人數
第1次開課	2017年09月30日~2018年01月31日	趙振興	5小時每周	3571
第2次開課	2018年03月05日~2018年07月08日		4小時每周	4415
第3次開課	2018年09月24日~2019年01月18日		4小時每周	8210
第4次開課	2019年03月01日~2019年07月13日		5小時每周	424
第5次開課	2019年09月10日~2019年12月31日		3~5小時每周	5294
第6次開課	2020年02月12日~2020年06月03日		5小時每周	16949
第7次開課	2021年02月26日~2021年07月06日			5987
第8次開課	2021年10月15日~2021年12月31日			4394

（註：表格內容參考資料）

教學目標

通過該課程的學習，使學生掌握液體運動的一般規律和有關的基本概念與基本理論以及分析計算方法和實驗技術，為專業課的學習、解決工程中水力學問題、獲取新知識和進行科學研究打下基礎。

學習預備

預備知識

學習水力學課程需要具備高等數學、理論力學等學科知識。

學習資料

參考教材

書名	作者	出版時間	出版社
《水力學》	成都科學技術大學水力學教研室	1979年	人民教育出版社
《水力學》	清華大學水力學教研室	1980年	人民教育出版社
《水力學》	李家星、趙振興	2001年	河海大學出版社

水力學(河海大學建設的慕課)

基本介紹