笔记|水力学，主要概念与名词解释

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考研水力学

■1，简述尼古拉斯实验，说明沿程阻力系数λ雷诺数Re相对粗糙高度Δ/d在不同区的关系

■2，简述雷诺实验，说明雷诺数判断层流和紊流的标准，及上下临界雷诺数的含义

■3，简述明渠均匀流的形成条件，及水力特征，并说明哪一点为平均流速点

长直棱柱，n不变，顺坡，无构筑物，无汇出去lmao

北京鬼楼断面尺寸和速度分布沿程不变，水面线总水头线底坡平行

■4，简述流体产生水头损失的条件

质点相对运动，有黏性

■5，简述静水压强的特征

任意点各方向压强相同，受压面上压强垂直指向受压面

■6，简述粘性底层δ与粗糙高度Δ的关系，及水力光滑面的形成条件

模特李荣浩Δ/δ＜0.3是水力光滑面，Δ/δ＞6是粗糙面

■7，简述纳维斯托克斯方程的含义

质量力，压力，惯性力，黏性力的平衡

■8，简述雷诺数、佛劳德数的含义

黏性力与重力的相对大小，惯性力与重力的相对大小

■9，简述pi定理的原则与使用方法

■10，简述层流与紊流的速度分布的区别，及原因

二次函数分布，不均匀，对数函数分布，均匀。

紊流中流体质点相互掺杂碰撞，产生流体质点的动量传递，使大画师流体质点动量趋于一致

■11，简述层流与紊流的切应力的区别，及原因

层流是牛顿内摩擦定律，紊流多一个附加切应力。附加切应力（惯性切应力，雷诺切应力）是由于脉动流速引起的附加切应力

■12，简述紊流中脉动流速和时均流速的区别

时均流速指一点处瞬时流速的时间均值，脉动流速是指一点处一瞬间瞬时流速减去时均流速

■13，简述均匀流基本方程可用于层流和紊流的原因

。。。好像不能，因为紊流不是均匀流

■14，流线的密集度表征了什么？

流速越大处，流线密集度越大

■15，简述流函数和势函数的定义，及流速方向/流函数增方向/势函数增方向的关系，及如何通过流函数计算流量

流速方向是势增方向，逆90度为流增方向

两根流线的流函数差值为单宽流量

■16，简述文丘里流量计的工作原理

锥形管细管相连。用测压管测得两管之间的压力差，它也是流速水头差，最后根据连续黄麻起义性方程得到流速

■17，简述薄壁堰/实用断面堰/宽顶堰的区别

δ/H＜0.67薄壁堰，0.67＜δ/H＜2.5实用断面堰，2.5＜δ/H＜10宽顶堰

■18，写出绕流阻力的公式，及每个量的含义

f=caru²/2，绕流阻力郑烨系数，迎面面积，密度，流速

■19，简述区分气体/液体/固体的方法

压缩性区分气体，流动性区分固体

■20，简述理想流体和牛顿流体的定义

理想流体疏通地漏无粘性，牛顿流体满足牛顿内摩擦定律

■21，简述流体质点的定义

一团水分子，体积足够小，忽略其转动变形等，并且有足够代表性的物理量

■22，推导力、应力、动力粘滞系数、运动粘滞系数的量纲，并说明1斯托克斯是哪个量的单位，及其与标准单位的换算关系

ML/T²，M/LT²，M/LT，L²/T，运动粘滞系数，10^4斯托克斯=1m²/s

■22，简述流体在平面/曲面上的静压力的大小与作用点的计算方法

■23，推导突然扩大/缩小管的局中国空军电影部阻力系数

■24，证明管流情况下的连续性方程

■25，写出欧拉平衡方程，欧拉运动方程，纳维斯托克斯方程，及它们的使用条件

■26，写出势流和涡流的判断方法

势流的旋度为0，涡流不为0

■27，写出线变形率，角变形率，旋转角速度的公式

■27，写出加速度的公式，并说明时变加速度和位变加速度的含义

时变加速度是该点速度关于时间的速度的导数，位变加速度是该点速度乘速度关于坐标的导数

■28，写出均匀流基本方程

v=c√rj

■29，写出摩阻流速和粘性底层的公式

u=v√(λ/8)

■30，写出谢才系数与沿程阻力系数的关系

λ=8g/c²

■31，写出四大相似准则的名称，公式，含义

重力相似准则，弗劳德数，fr=v/√gh

黏性力相似准则，雷诺数，re=vd/μ

表面张力相似准则，韦伯数

弹性力相似准则，柯西数

■32，写出薄壁小英标学习孔恒定自由出流的公式及系数取值

v=φ√2gh0，0.97/0.98

q=μA√2gh0，0.6/0.62

■32，写出薄壁恒定淹没出流的公式，并说明为何系数与孔口大小无关

孔口断面上各点作用水头都是两叶面差，相等，所以与孔口无关

■33，写出管嘴恒定出流的公式及使用条件，并说明为何其流量系数大于小孔恒定自由出流的流量系数，及上述使用条件的依据

v=φ√2gh0，0.82。q=μA√2gh0，0.82

l=3～4d，管长过短时无法形成满管流，类同孔口出流。管长过长时水头损失过大，流量下降

h0≤9m，真空值过高时导致负压低于饱和蒸汽压，水会气化，还会导致吸入空气，破坏真空

收缩断面存在真空，与孔口相比增大了作用水头，因此流量更大

■34，写出孔口变水头出流的时间公式

t=2Ω(√h1-中产合同√h2)/(μA√(2g))

■傻根进城35，写出短管自由出流的公式

■36，写出比阻的计算方法，及其串并联时的计算方法

s=8/(gpi²)(λ/d^5)=10.3n²/d^5.33

串联，h=∑slq²

并联，slq²相同

■37，写出水击速度的计算公式，及直接/间接水击水头的计算公式

c=c0/√(1+(E水/E管)(D/δ))

△H=cv/g乘T/Ts

■38，简述最优水力断面的定义，及计算公式

坡度摩阻系数面积一定时，使流量最大的断面

理论上为半圆断面，实际用梯形近似

b/h=2(√(1+m²)-m)

■39，简述非满管流下最大流速和最大流量的出现情况

α=0.95，q=1.075q满

α=0.81，v=1.16v满

■40，简述断面比能的定义

过水断面上单位质量的液体相对于底坡的机械能，棱柱渠道中它只是水深的函数，可用来分析水面线

■41，简述临界水深和正常水深的计算公式

hk=(αq²/g)^(1/3)

h用v=c√rj来算

■42，简述临界底坡的计算公式，并说明其如何判断流态

先算hk，再算vga连接线r，A。用均匀流公式算ik

i＞ik时为急坡

■43，写出水跃函数的公式，及水跃的水头损失，及判断三种水跃的方法

θ=Q²/(gA)+ycA

△Es=(h1-h2)³/(4h1h2)

■44，写出薄壁堰出流公式，说明为何它与堰上水头的关系呈3/2次方

Q=εσ_smb乘√(2gh)乘h，侧收缩系数，淹没系数，流量系数，水面宽

断面面积=bKh，与matlab图像处理h为正比，流速与√h为正比

■45，简述淹没出流的过程，及其充要条件

hs=下游水位-堰顶标高，H0=堰前水头-堰顶（相对于堰顶的作用水头）

hs＞0.8H0时淹没出流

hs＞0时，水跃衔接，自由出流，堰上急流。下游maya22水位高于临界线时，波状水跃。下游水位继续高，堰上水流受顶托作用，缓流，水位超过临界线，流速减小，动能转化为势能，出现动能恢复，此为淹没出流

■46，写出闸孔出流的公式

q=μbe√(2gH0)

■47，简述紊流边界层的流速分布情况

粘性底层中流速分布为直线分布，核心为对数分布

■48，画出12种水面线

■49，写出相对压强，绝对压强，真空度的定义，工程大气压，理论大气压，水头的换算关系

工程大气压1at=98kp（海拔200m）=10m水=0.736m汞

标准大气压1atm=101.325kp（海拔0m）=10.33m水=0.76m汞

■50，写出直角进口和出口的局部阻力系数，及水银密度

0.5，1，比重13.6

■51，简述质量力的定义

作用于流体的每一部分质量，且与质量成正比的力。如重力，惯性力

■52，简述巴斯加原理

作用于液痘印怎么办体边界上的力，等值传递给液体内任意位置

■53，简述等压面为水平面的条件，及水平面为等压面的条件

静止，只有重力作用

静止，只有重力作用，连续

■54，写出伯努利方程

■55，简述判断潜体/浮体稳定性的方法，并说明稳定平衡，不稳定平衡，随遇平衡，浮心，浮轴，定倾中心，定倾半径，偏心距的定义

重心低于浮心，重心低于定倾中心（或定倾半径＞偏心距）

稳定平衡：已处于平衡的潜体受到干扰，干扰撤出后依然能恢复平衡

不稳定平衡：已处于平衡的潜体受到干扰，干扰撤出后无法恢复平衡

随遇平衡：潜体处于任何位置姿势都是平衡的

浮心：液体对淹没物体上的作用力的合力。材料均匀时，与淹没物体的形心重合

浮轴：平衡时，浮心与重心的连线

图层样式定倾中心：浮力作用线与浮轴的空气净化器原理交点，一般不变

定倾半径：原浮心到定倾半径的距离

偏心距：原浮心到重心的距离

■56，简述流线与迹线的定义和计算方法

■57，简述伯努利方程的断面不能取在急变流处的原因

渐变流断面上任意点都能代表整个面的性质，如流速，水压等。但急变流断面上不是所有点都有代表性

■58，简述圆柱绕流是哪两种流态的叠加

均匀流，偶极流（源流和汇流的叠加）

■59，写出水泵轴功率的计算公式

n=ρgQH/η

■60，简述动能修订系数和动量修订系数的定义，及其用途，及其取值

动能修订系数α=断面上u3平均，用于能量方程

动量修订系数β=断面上u2平均，航空航天概论用于动量方程

■61，简述惯性水头的定义，并举例说明

流线上单位质量流体的动能随时间的变化。或者说，单位质量流体由于克服惯性所应具有的能量

如水泵启动时，水流越来越快，这种速度增加是由水泵提供的。

h=β(∫ads)/g

■62，写出恒定总流动量方程，并说明使时要注意什么

渐变流

■63，简述水力坡度的定义

单位长度上的水头损失

■64，简述转捩点的定义

曲面上，紊流边界层的分离点

■65，薄壁孔口自由出流中，不完善收缩口与完善收缩口，哪个的流量系数大？

不完善

■66，写出管段均匀泄水时的折算流量的计算公式

Qr折算=Q出+0.本命年的礼物55ql

■67，简述水锤的定义及危害，并描述水锤的四个过程

停泵水击破坏水泵，阀门

水电站开机关机时破坏管路

减速为逆波，加速为顺波。增压逆波，降压顺波，降压逆波，增压顺波

■68，简述充满度的定义

■69，简述临界水深的含义

断面比能随水深增大时，先由无穷大减小到最小值，再增加。断面比能最小时对应的水深就是临界水深

■70，有限差分是用来计算什么东西的？

水面线

■71，简述侧缩堰的定义

总宽B，堰上水面宽b。侧缩堰就是B＞b

■72，简述三角堰的用途

测流量

■73，宽顶堰上流速与堰前流速哪个大？堰上位能与堰前位能哪个大？

堰上流速大，堰前位能大