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“水力学”是一门重要的技术基础课，它以水为主要对象研究流体运动的规律以及流体与边界的相互作用，是高等学校众多理工科专业的必修课。
清华大学水力学课程组为全校水利、土木、建筑、环境、工程物理系等许多专业开设《水力学》和《工程流体力学》课程。全校每年有500余名本科生学习这些课程。
早在1934年清华大学就开设了水力学课程，并建立了水力学实验室，是全国开设水力学课程和实验最早的大学之一。著名学者张任、夏震寰、李丕济、余常昭、董曾南等教授为水力学课程建设作出了卓越贡献。无论从教学内容、实验要求以及在后续学习、工作中对学生掌握水力学知识牢固程度的反映等方面看，清华大学的水力学教学在国内均处于领先水平。
1986年水力学课程首批被评为清华大学一类课，至2001年连续五次通过了三年一次的复审。2002年3月又被确定为清华大学校级精品课重点建设课程。水力学实验室1991年被首批评为清华大学一级实验室，2002年8月“水力学、流体力学教学开放实验室”建设通过学校985教学项目验收，验收意见认为：“项目成果突出，教学实验室建设及教学成果达到国内领先、国际先进水平。”
水力学课程组是一支教学与学术水平兼备，教学效果突出，年龄结构层次合理的师资队伍，现有教师13人。近年来，水力学教学组成员的教学成果多次获得各级奖励，其中国家教学成果一等奖一项；北京市教学成果一等奖一项；清华大学教学工作优秀成果奖三项；清华大学优秀教学软件奖二项；清华大学大学生研究训练计划(SRT)优秀指导教师奖二项。
总之，经过几代教师的无私奉献和不懈努力，清华大学水力学课程的教学工作和课程建设取得了很大的成绩，无论在硬件和软件方面都奠定了比较雄厚和扎实的基础，具备了建成精品课程的良好条件。
《水力学（1）》课程教学大纲
一、课程的目的与任务
水力学课程是水利水电建筑工程专业一门重要的技术基础课。它主要研究水流运动规律以及水流与边界的相互作用，在水利水电建设中有着广泛的应用。《水力学（I）》是水工专业水力学课程的前一部分，涉及以水为主要研究对象的流体力学的基本内容，课程的理论性强，同时又有明确的工程应用背景。课程教学的主要任务是使学生掌握流体力学的基本概念、基本理论和解决流体力学问题的基本方法，具备一定的实验技能，为后续课程的学习打好基础，培养分析和解决工程实际中有关水力学问题的能力。
二、课程的主要内容和基本要求
第1章绪 论
l 理解流体的主要物理性质，特别是粘滞性和牛顿内摩擦定律；
l 理解连续介质假设和流体质点的概念；
l 理解理想流体和实际流体、可压缩流体和不可压缩流体的概念；
l 掌握作用在流体上的质量力、表面力的概念和表示方法。
第2章流体静力学
l 掌握流体静压强的概念及其特性，掌握流体静压强的计测和表示方法；
l 掌握流体平衡微分方程，了解流体的绝对和相对平衡；
l 熟练进行重力场中静止流体压强分布和平面与曲面上静水总压力计算。
第3章流体运动学
l 了解描述流体运动的两种方法，建立以流场的观点描述流体运动的概念；
l 掌握在欧拉法中质点导数和加速度的表示方法；
l 理解流线和迹线的概念，掌握它们的微分方程及求解方法；
l 了解流体微团速度分解定理，会判断流动是否有旋；
l 掌握微元分析法，建立微分形式的连续方程，理解方程的物理意义。
第4章流体动力学基础
l 掌握运动粘性流体应力状态的描述方法及其特征，理解流体动压强的概念；
l 知道不可压缩流体应力与变形率张量之间的关系；
l 了解流体运动方程（欧拉方程和纳维 — 司托克斯方程）的推导过程，理解方程的物理意义；
l 掌握理想流体运动方程 — 欧拉方程的伯努利积分及其成立的条件，并会应用伯努利积分。
l 牢固掌握流体运动的总流分析法，熟悉恒定总流条件下的连续方程、能量方程和动量方程，并能综合运用计算总流问题。
第5章有旋流动及有势流动
l 了解有旋流动的运动学特征，会求涡线、速度环量和涡通量；
l 理解不可压平面流动流函数的概念及不可压平面无旋流动势函数和流函数的关系；
l 知道基本平面势流的解及叠加原理。
第6章量纲分析与相似理论
l 理解、掌握量纲分析法的基本原理、流动相似的概念；
l 理解、掌握主要相似准则的意义及用途。
第7章实际流体的流动
l 了解流动的两种流态（层流与紊流）及其判别；
l 知道紊流的脉动特性与时间平均的概念，理解紊流时均流动的运动方程和紊流附加切应力概念，知道混合长度假设的结果及用途；
l 掌握圆管层流和紊流的断面流速分布，理解水力光滑和水力粗糙的概念。
第8章有压管道恒定流动和孔口、管嘴出流
l 牢固掌握确定圆管流动沿程水头损失系数和水头损失的途径和方法；
l 掌握短管、简单长管水力计算及绘制水头线的方法；
l 了解串、并联管道及管网水力计算方法；
l 掌握孔口、管嘴出流水力计算方法。
第9章边界层
l 理解边界层概念，掌握边界层微分方程、边界层几种厚度的定义，知道平板边界层动量积分关系式；
l 会对平板层流、紊流边界层作近似计算；
l 了解曲面边界层分离现象和物体的绕流阻力。
第10章 有压管道中的非恒定流动
l 掌握一维非恒定流的基本方程，理解惯性水头的概念；
l 会对水击的基本现象进行分析。
实验
l 演示实验：流动显示；雷诺试验；水击演示。要求通过演示实验细致观察流动现象，加深对流动机理和量测设备的感性认识。
l 量测实验：静水压强和静水总压力测定；文透里管试验；动量方程验证；沿程、局部阻力系数测定。要求通过量测实验验证所学理论，掌握常规量测技能，培养分析实验数据和编写实验报告的能力。
四、教材及参考书
l 教 材：水力学（上册）（第四版），清华大学水力学教研组编，董曾南主编，高等
教育出版社. 1995
l 参考书：
1) 水力学（上、下册）（第三版），吴持恭主编，高等教育出版社. 2003
2) 流体力学，李玉柱、苑明顺编，高等教育出版社. 1998
3) “Fluid Mechanics with Engineering Applications”（10th ed.），E. John Finnemore & Joseph B. Franzini, New York: McGraw-Hill, 影印版，清华大学出版社. 2002
4) 水力学实验，贺五洲、陈嘉范、李春华编，清华大学出版社. 2004
《水力学（2）》课程教学大纲
一、课程的目的与任务
水力学课程是水利水电建筑工程专业一门重要的技术基础课。它主要研究水流运动规律以及水流与边界的相互作用，在水利水电建设中有着广泛的应用。《水力学（2）》是继《水力学（1）》的基础理论部分之后，与水利水电建筑工程专业密切相关的部分，涉及明渠流动、泄水建筑物出流与下游的衔接与消能以及渗流等内容。课程教学的主要任务是培养学生分析和解决工程实际中有关水力学问题的能力，为后续专业课程的学习打好坚实的基础。
二、课程的主要内容和基本要求
第1章 明渠恒定均匀流与渐变流
l 掌握明渠均匀流产生的条件及水力特性；
l 会对梯形断面、无压圆管的明渠均匀流进行水力计算；
l 掌握明渠渐变流的特征、断面单位能量、临界水深、临界底坡以及急、缓流态的判别；
l 会对棱柱形渠道中渐变流水面曲线进行定性分析；
l 了解应用分段法计算水面曲线的方法。
第2章明渠恒定急变流
l 了解水跌现象及其产生的条件；
l 理解水跃现象及其分析方法，掌握平底棱柱型明渠中自由水跃的共轭水深关系（水跃方程式），掌握水跃消能的机理及其定量计算；
l 掌握闸堰过流的水流特点及下游出流能力的计算；
l 了解弯段水流的水流特性。
第3章 泄水建筑物出流与下游的衔接和消能
l 了解泄水建筑物出流的特性，了解底流型、面流型和挑流型三种衔接消能方式的特点；
l 掌握底流消能中三种不同水跃形式的发生条件和消能特点。会进行挖深式消能池的计算；
l 知道挑流消能中确定挑流射程、下游河床冲刷坑深度的方法。
第4章 明渠非恒定流
l 了解明渠中非恒定流的基本特征；
l 掌握明渠中非恒定渐变流的连续方程和运动方程；
l 了解一维圣-维南方程的特征线解法；
l 知道明渠中非恒定急变流的概念。
第5章 渗 流
l 理解渗流概念，掌握渗流基本定律；
l 了解渐变渗流水面线的定性分析；
l 会对单井、集水廊道进行渗流计算，理解井群的计算原理。
实验
l 演示实验：水面曲线表演。要求通过演示实验细致观察流动现象，加深对流动机理和量测设备的感性认识。
l 量测实验：水电比拟实验；达西实验；水跃与闸、堰系数的测定。要求通过量测实验验证所学理论，掌握常规量测技能，培养分析实验数据和编写实验报告的能力。
四、教材及参考书
l 教 材：水力学（下册）（第四版），清华大学水力学教研组编，余常昭主编，高等
教育出版社. 1996
l 参考书：
1) 水力学（上、下册）（第三版），吴持恭主编，高等教育出版社. 2003
2) “Fluid Mechanics”（9th ed.），Victor L. Streeter, E.Benjamin Wylie, Keith W.Bedford, New York:McGraw-Hill，影印版，清华大学出版社. 2003
3) 水力学实验，贺五洲、陈嘉范、李春华编，清华大学出版社. 2004
清华大学具有国内一流的教学环境和条件。本课程组直接研制的软、硬件设备资源条件有：
一. 系列教材
(1) 《水力学（上册）》，李玉柱、贺五洲主编，清华大学出版社. 2005
(2) 《水力学实验》，贺五洲、陈嘉范、李春华编，清华大学出版社. 2004
(3) 《流体力学》，李玉柱、苑明顺编，高等教育出版社. 1998
(4) 《水力学（上册）》（第四版），清华大学水力学教研组编，董曾南主编，高等教育出版社. 1995
(5) 《水力学（下册）》（第四版），清华大学水力学教研组编，余常昭主编，高等教育出版社. 1996
二. 教学课件与软件
(1) 《流体力学（水力学）课程多媒体电子教案》，贺五洲编制，高等教育出版社. 2005
(2) 《“工程流体力学、水力学”试题库》，清华大学、哈尔滨工业大学、河海大学研制，高教出版社. 2000
(3) 《水力学实验多媒体教学软件》，贺五洲、陈嘉范、李春华等编制，清华大学教务处出品. 2001
(4) 《水力学教学素材库》，江春波、李玉柱等编制，清华大学教务处出品. 2002
(5) 《流动显示多媒体教学课件》，李春华等编制，清华大学教务处出品.2000
每位任课教师都编制了相应的ppt电子教案和大量的教学资料。在网上发布课程介绍、教学大纲、教学进度、讲课要点和复习思考题等，并利用网络进行辅导、答疑。
三. 水力学开放实验室
作为清华大学“985”教学项目立项建设的“水力学、流体力学教学开放实验室”于1999年起动，2002年8月通过了清华大学“985”办公室组织的验收。验收意见认为：“项目在实验室建设、教学仪器设备研制、学生创新能力培养以及兄弟院校教学实验室共建等方面成果突出，教学实验室建设及教学成果达到国内领先、国际先进水平。”
水力学开放实验室初步实现了实验设备的小型化、量测技术的现代化、实验教学的网络化和管理体制的开放化。它的建成提高了实验室的运行效率，为加强实践教学环节提供了有利条件。学生可以通过网络预习实验原理、操作步骤，自主选择实验时间，可以选做一些难度较大的设计性实验。参加“SRT”和“小论文”工作的学生还可在老师的指导下，利用实验室设备，自己动手，进行创新性实验。
水力学开放实验室在全国高校中起到了示范和辐射作用，许多兄弟院校希望按照清华大学模式进行实验室建设，引进了清华大学的先进实验设备、量测技术和实验教学软件。
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课程编号：
