文档介绍：水力学
水动力学基础
桥梁与结构教研室: 李林
教学目的和任务
;
,如恒定流与非恒定流、流线与
迹线、流管、流束与总流、过水断面、流量及断面平均流速等;
、伯努利方程、动量方程,并能熟练应用于求解工
程实际问题动量方程的应用。
重点与难点
重点:流体流动中的基本概念,连续性方程、伯努利方程、动量方程
及其应用。
难点:连续性方程、伯努利方程以及与动量方程的联立应用。
主要内容:
描述液体运动的两种方法
液体运动的一些基本概念
恒定流连续性方程
恒定元流的能量方程
实际液体恒定总流能量方程
恒定总流动量方程
第三章水动力学基础
描述液体运动的两种方法
(“跟踪”的方法(摄像))

研究单个液体质点在不同时刻的运动过程,综合所有质点的运动,构成整个液体的运动。(质点系法)
特点:形象直观,但对于易流动的液体,需要无穷多方程才能
描述液体的运动状态,没有必要。
x
z
y
O
(x,y,z)
t
M (a,b,c)
t0
质点的运动轨迹线方程:
质点在任意时刻的速度:

(“站岗”的方法(拍照))
考察不同液体质点通过固定的空间点的运动情况,综合所有空间点上的运动情况,构成整个液体的运动。(流场法)
x
z
y
O
M (x,y,z)
t时刻
质点通过流场中任意点的加速度
任意空间点上质点的速度:
若x,y,z为常数:该空间点上流速随时间的变化规律
若t 为常数:该时刻各空间点的流速
特点:实际工程中只须了解某空间位置上水流的运动情况,而不
去追究液体质点的运动轨迹,所以本书采用欧拉法观点。
液体运动的一些基本概念
s
1
s
2
交点
折点
s
④流线的形状与固体边界的形状有关。

1)迹线——指某液体质点在运动过程中,不同时刻所流经的空
间点所连成的线。(如烟火轨迹) (拉格朗日法)
它描述流场中同一质点在不同时刻的运动情况。
2)流线——指某一瞬时,在流场中绘出的一条光滑曲线,其上
所有各点的速度向量都与该曲线相切。(欧拉法)
它描述流场中不同质点在同一时刻的运动情况。
流线的基本特性
①同一时刻的不同流线,不能相交。
②流线不能转折,是一条光滑的连续曲线。
③流线密集的地方,表示流场中该处的流速较大,稀疏的地方,表示该处的流速较小。
流管——由流线构成的一个封闭的管状曲面。液体不可能穿过流管表面流出或流入。因流线不可相交。
dA
元流——微小流管中的液流。
总流——由无数元流集合而成的过水断面面积有限的整股液流。
过水断面——与元流或总流的流线成正交的横断面
过水断面的形状可以是平面也可以是曲面。
!
、微小流束、总流和过水断面
1)流量——单位时间内通过某一过水断面的液体体积。
单位:m3/s,以符号Q表示。
u
dA
2)断面平均流速——是一个想像的流速,假设过水断面上各点的
流速均等于断面平均流速V,而通过的流量
与实际上流速分布时所通过的流量相等。

旋转抛物面
旋转抛物体的体积:
断面平均流速V
柱体的体积:
A