科目代码、名称:

855 水力学（Ⅰ）

专业类别：

☑学术学位 ☑专业学位

适用专业:

土木工程、土木水利

一、基本内容

（一）绪论

1、流体与固体的区别，液体与气体的区别；

2、液体的主要物理性质（惯性、压缩性、黏性、牛顿内摩擦定律、表面张力、汽化压强、牛顿流体、非牛顿流体等）；

3、质点、连续介质、理想液体、不可压缩流体的概念；质量力与表面力。

（二）水静力学

1、静水压强及其特性；

2、液体的平衡微分方程；

3、重力作用下静水压强基本公式；

4、几种质量力同时作用下的液体平衡；

5、压强的几种表示法；

6、作用于平面上、曲面上的静水总压力；

7、作用于物体上的静水总压力；

8、潜体与浮体的平衡及其稳定性。

（三）水动力学基础

1、描述液体运动的两种方法；

2、液体运动的基本概念（恒定流与非恒定流；迹线与流线；流管、元流（微小流束）及总流；过水断面，流量与断面平均流速；有压流与无压流或管流与明渠水流；一元流、二元流及三元流；均匀流与非均匀流；渐变流与急变流等）；

3、恒定总流的连续性方程、能量方程、动量方程及其应用；

4、量纲分析及π定理。

（四）水头损失与液流型态

1、沿程水头损失与局部水头损失；雷诺试验——层流与紊流；

2、均匀流基本方程；达西－魏斯巴赫（Darcy-Weisbach）公式；

3、紊流基本特征（运动要素脉动、附加切应力、普朗特混合长度理论、粘性底层、水力光滑面、水力粗糙面、紊流流速分布等）。

（五）孔口出流与管嘴出流

1、孔口出流与管嘴出流的基本概念；

2、孔口与管嘴恒定出流的计算。

（六）有压管道恒定流动

1、长管与短管的概念；

2、短管水力计算（自由出流、淹没出流）；

3、长管水力计算（简单管道、串联管道、并联管道、沿程均匀泄流管道、分叉管道）。

（七）明渠恒定均匀流

1、明渠的类型及其对水流运动的影响；

2、明渠均匀流的特性及其产生条件；

3、明渠均匀流的计算公式；

4、水力最佳断面与允许流速；

5、明渠均匀流的水力计算；

6、无压圆管均匀流的水力计算；

7、非均质断面及复式断面明渠的水力计算。

（八）明渠恒定非均匀流

1、明渠水流的型态；

2、断面能量与临界水深；

3、临界底坡、缓坡与陡坡；

4、明渠恒定非均匀渐变流的基本微分方程及棱柱体明渠水面线分析；

5、明渠急变流（水跃现象、水跃方程、共轭水深计算、水跃长度计算、跌水）。

（九）堰流

1、堰流类型与计算公式；

2、薄壁堰流水力计算；

3、宽顶堰流水力计算。

（十）渗流

1、渗流的基本概念；

2、渗流的基本定律---达西定律；

3、地下河槽中恒定均匀渗流和非均匀渐变渗流；

4、棱柱体地下河槽中恒定渐变渗流的浸润曲线；

5、普通井及井群的计算；

6、渗流场的基本微分方程及其解法。

二、考试要求（包括考试时间、总分、考试方式、题型、分数比例等）

考试时间：3小时；

总分：150分；

考试方式：闭卷笔试；

题型及分数比例：名词解释占20分、简答题占80分、分析计算题占50分。

三、主要参考书目

张燕，毛根海主编，应用流体力学（第2版），高等教育出版社，2020

四、自命题科目需要携带的特殊考试用品（如画板之类会影响到普通考生考试的用品）

直尺、三角尺、圆规