水力学(第2版)(下册) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:高等教育出版社

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页数:0

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出版时间:1900-01-01

价格:13.0

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isbn号码:9787040014877

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水力学（第2版）（下册）图书简介 《水力学（第2版）（下册）》是一部全面深入探讨水流运动规律、能量转换以及工程应用的专业著作。本书在继承第一版优秀内容的基础上，结合了近年来水力学研究的最新进展和工程实践的丰富经验，对水力学理论进行了系统性的阐述和更新，旨在为读者提供一个严谨、实用且与时俱进的学习平台。本下册内容侧重于非恒定流、明渠流、管流、水泵水轮机以及水力学在水利工程、城市给排水、环境保护等领域的具体应用，力求在理论深度和工程广度上实现有机统一。 内容概述： 本书的下册内容设计严谨，层层递进，从基础理论到复杂工程问题，力求为读者构建一个完整的水力学知识体系。 第一篇：非恒定流理论与应用 本篇深入探讨了流体在时间和空间上都发生变化的运动状态，即非恒定流。我们将从非恒定流的基本概念入手，介绍其产生的原因和影响因素，例如水库的溃坝、水闸的启闭、水泵的启停等都会引起非恒定流的发生。 一、 非恒定流的基本概念与方程： 详细阐述了非恒定流与恒定流的区别，引入描述非恒定流运动的微分方程，如圣维南方程（Saint-Venant equations）。我们将深入剖析方程的物理意义，解释其中各项代表的力学过程，例如惯性力、重力、摩擦力以及压力梯度力的作用。同时，会讲解求解这些复杂方程的数学方法，包括数值解法（如有限差分法、有限元法）的原理和应用，使读者能够理解如何通过计算模拟来预测非恒定流的演变过程。 二、 水波传播与影响： 重点关注水波的生成、传播及其在水体中的行为。我们将详细介绍不同类型的水波，如重力波、表面张力波、长波和短波，并分析其生成机制和传播速度。尤其会深入研究在河流、水库、海岸等环境中发生的非恒定水波现象，例如洪水波的形成与传播，潮汐波的规律，以及水工建筑物（如水坝、堤防）对波浪的影响。内容将涵盖波浪的能量计算、波浪的破碎条件以及如何通过工程措施减缓波浪的破坏力，为水利工程设计提供理论依据。 三、 水锤现象分析与防护： 水锤是管道系统中由于流速突然变化而引起的压力剧烈波动现象，对管道系统具有极大的破坏性。本章将深入剖析水锤产生的机理，从能量守恒和动量守恒的角度推导水锤压力公式，并介绍不同工况下（如阀门关闭、水泵停机）水锤的特性。此外，我们将重点讲解水锤的防护措施，包括设置水锤罐、泄压阀、缓闭阀等装置的工作原理和设计方法，并结合实际工程案例，展示如何有效控制水锤对管道系统的危害。 四、 洪水演进与防洪措施： 洪水是危害巨大的自然灾害，理解洪水的演进过程是制定有效防洪策略的关键。本章将结合水力学原理，分析洪水波的生成、传播和衰减机制，介绍不同类型洪水（如暴雨洪水、融雪洪水）的特点。我们将深入探讨基于水力学模型的洪水预报方法，以及如何利用河流的糙率、河道形态等因素来分析洪水的流速和水位变化。最后，会详细介绍各类防洪工程措施，如水库调洪、堤防加固、蓄滞洪区建设、河道整治等，并分析其在不同地理条件和洪水类型下的适用性与效能。 第二篇：明渠流理论与工程应用 明渠流是指水流在敞开的渠道或河道中流动，其自由表面直接与大气接触。本篇将聚焦于明渠流的性质、方程以及在水利工程中的应用。 一、 明渠流的基本概念与流量计算： 介绍明渠流的定义、特点以及与管流的区别。详细讲解描述明渠流运动的基本方程，包括能量方程和动量方程。我们将深入分析明渠流的流速分布规律，介绍常用的流速测定方法。重点讲解流量的计算公式，包括曼宁公式（Manning's formula）和谢才公式（Chezy's formula）的推导和应用，分析糙率、坡度、水力半径等因素对流量的影响。 二、 均匀流与非均匀流： 区分均匀流与非均匀流的概念。对于均匀流，我们将重点讲解其特征，例如流速和水深在渠道上不随距离变化。对于非均匀流，将介绍其产生的原因（如水流断面的突然变化、地形起伏等），并重点分析恒定非均匀流（如堰流、跌落流、局部收缩流）。我们将推导描述非均匀流的水面曲线方程，分析不同类型水面曲线（如抛物线形、缓坡形、陡坡形）的形成机理，并介绍其在水位预测和渠道设计中的应用。 三、 临界流、缓流与急流： 详细阐述临界流的定义，即当流体的弗劳德数（Froude number）等于1时的情况，并分析其在明渠流中的重要性，例如临界流是水流从缓流转变为急流的过渡状态。我们将推导临界流的条件和临界水深公式。进一步区分缓流（Froude number < 1）和急流（Froude number > 1）的特点，并分析它们在水流能量、流速和水面形状上的差异。这将有助于读者理解水流在不同状态下的能量转化和相互影响。 四、 明渠水流能量损耗与水力学计算： 重点分析明渠水流中的能量损耗，包括糙率引起的摩擦阻力损失和局部阻力损失（如弯道、闸门、消能工等）。我们将详细介绍如何计算这些能量损失，并将其应用于明渠水力学计算中。内容将涵盖如何进行渠道尺寸的优化设计，如何计算水流在复杂河道或渠道系统中的水位和流速分布，以及如何设计消能防冲工程，以减缓水流能量对河床和边坡的侵蚀。 五、 堰、跌水与消能工程： 深入探讨明渠流中的常见水力学建筑物，包括堰和跌水。我们将分析不同类型堰（如薄壁堰、宽顶堰、三角堰）的水流特性、流量计算公式以及应用场景。对跌水，我们将详细研究其形成机理、能量转换过程以及对下游河床的冲刷影响。重点介绍各类消能工程的设计原理与方法，如挑流消能、潜孔消能、拍打消能等，并结合实例讲解如何选择和设计合适的消能结构，以有效控制水流能量，保护水工建筑物和下游河道。 第三篇：管流理论与工程应用 本篇将聚焦于封闭管道内的水流，即管流。我们将从基础理论出发，深入探讨管流的能量方程、阻力计算以及在给排水、输水工程中的应用。 一、 管流基本概念与沿程阻力： 介绍管流的定义、特点，并与明渠流进行对比。详细讲解管流的能量方程，包括总能量线和能量坡度的概念，以及它们在分析管流能量损失中的作用。重点分析管流中的沿程阻力，即水流在管道内壁摩擦产生的阻力。我们将介绍阻力系数的计算方法，包括达西公式（Darcy's formula）的推导与应用，以及层流和紊流状态下阻力系数的不同计算方式，例如莫迪图（Moody diagram）的应用。 二、 局部阻力与管网计算： 探讨管流中的局部阻力，即由于管道局部变化（如阀门、弯头、变径管、进出水口等）引起的水头损失。我们将介绍不同类型局部阻力系数的确定方法，并讲解如何将沿程阻力和局部阻力合并计算总水头损失。在此基础上，本书将引入管网水力学计算的方法，包括串联管路、并联管路和复杂管网的水力计算。我们将讲解如何使用集总参数法、节点法、荷载损失法等经典方法来解决管网流量分配、压力计算等问题。 三、 柴可夫斯基水锤与管路瞬变流： （本节内容可能与非恒定流中的水锤内容有所重叠，此处可侧重于管路系统，如给水管网、油气管道等特定场景下的水锤分析。） 再次深入分析水锤现象在管路系统中的发生与传播。我们将着重讲解柴可夫斯基（Nikolai Zhukovsky）的经典水锤理论，推导水锤压力的计算公式，并分析不同阀门关闭速度、管道长度、水流速度对水锤幅度的影响。同时，将介绍管路瞬变流的其他形式，如水泵启停、管道破裂等引起的水力瞬变现象，以及其对管路系统的危害。 四、 泵与水轮机的工作原理与性能： 泵和水轮机是水力机械的核心组成部分，在水力工程中发挥着至关重要的作用。本章将详细介绍离心泵、轴流泵、混流泵等各类泵的工作原理，包括叶轮、蜗壳等关键部件的设计与作用。我们将深入分析泵的性能曲线（如扬程-流量特性曲线、效率曲线、功率曲线），讲解如何选择合适的泵以满足工程需求。对于水轮机，将介绍混流式、贯流式、轴流式等水轮机的类型及其适用工况，并分析水轮机的能量转换过程和效率。 五、 泵站与水轮机安装调试及运行管理： 在介绍了泵和水轮机的工作原理后，本章将着重讲解实际工程中的应用。我们将详细介绍泵站的组成、布置原则、进出水构筑物的设计。对于水轮机，将讲解其安装、调试过程中的关键环节和注意事项。最后，将探讨泵站和水轮机的运行管理，包括运行参数的监控、故障诊断与排除、设备维护保养等，以确保水力机械的安全、高效运行。 第四篇：水力学在水利工程中的应用 水力学是水利工程的基石，本篇将全面展现水力学理论在各类水利工程中的具体应用。 一、 水库防洪与供水调度的水力学分析： 详细阐述水库在防洪和供水中的关键作用。我们将分析水库的调洪演算，包括不同来水情景下水库的蓄洪排洪过程，以及如何通过水库调度方案来减缓洪峰，保护下游安全。对于供水调度，将讲解如何根据用水需求预测，结合水库的有效库容、水量补给情况，进行科学的水量分配和调度，以保证城市、农业、工业等用水需求。 二、 水工建筑物的水力学设计与计算： 本节将聚焦于各类水工建筑物的水力学设计。我们将深入分析水坝（如重力坝、土石坝）的过流建筑物（如溢洪道、泄洪洞）的水力学特性，包括其过流量、消能效果等。对闸门（如启闭门、进水闸、节制闸）的设计，将重点分析其在不同开启度下的水流形态、水头损失和结构受力。此外，还将介绍渠道建筑物（如渡槽、倒虹吸管、涵洞）的水力学设计，确保水流畅通，减少能量损耗。 三、 河流整治与河床演变的水力学预测： 河流整治的目标是改善河道的行洪、通航、生态等功能。本章将从水力学角度分析河流的冲淤规律，讲解如何通过工程措施（如截弯取直、疏浚拓宽、护岸加固、筑堤等）来改变河道水流动力条件，以达到预期的整治效果。我们将介绍河床演变模型，用于预测河流在自然状态和工程干预下的演变趋势，为河流整治方案的制定提供科学依据。 四、 城市给排水管网的水力学分析与优化： 城市给排水管网是一个复杂的水力系统。本节将深入分析给水管网的压力分布、流量分配，以及排水管网的坡度设计、雨污分流等问题。我们将讲解如何运用水力学计算软件，对现有管网进行水力模型构建和分析，评估管网的供水能力、排水能力，并找出存在的问题。基于分析结果，将介绍管网的优化设计与改造策略，如管径调整、泵站选型、管网布局优化等，以提高管网的运行效率和可靠性。 五、 水力学在环境保护与水资源管理中的应用： 水力学不仅是工程技术的核心，在环境保护和水资源管理领域也发挥着日益重要的作用。本章将介绍水力学在污染物扩散模拟、河流水质模型构建中的应用，例如如何预测污染物在水体中的迁移和转化过程，为污染治理提供技术支持。同时，将探讨水力学在水资源量评估、水循环模拟、海绵城市建设等方面的应用，以及如何利用水力学原理优化水资源配置，实现水资源的可持续利用。 本书特点： 理论系统，讲解深入： 本书在阐述水力学基本理论时，力求严谨和深入，注重对公式的推导和物理意义的解读，帮助读者真正理解水流运动的本质。 工程导向，应用广泛： 理论与实践紧密结合，大量的工程案例分析贯穿全书，使读者能够清晰地看到水力学原理在各类水利、市政、环境工程中的实际应用。 内容全面，与时俱进： 覆盖了非恒定流、明渠流、管流以及泵与水轮机等核心内容，并结合了近年来水力学研究的新成果和工程技术的发展趋势。 图文并茂，易于理解： 丰富的图表、流程图和示意图，直观地展示了水流现象和工程构筑物，降低了阅读和理解的难度。 适合读者： 本书适合土木工程、水利工程、环境工程、给排水工程等专业的高校学生，以及从事相关工程设计、科研、施工和管理的工程技术人员阅读。 《水力学（第2版）（下册）》将成为您理解和掌握水力学理论，并将其应用于解决实际工程问题的重要参考。

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我最近在准备一个关于水轮机性能优化的项目，急需一本能提供详尽实验数据和验证案例的书籍来校准我的模型。这本《水轮机水力性能测试与评估》简直就是一本宝典。它完全摒弃了传统的理论推导，而是将重点放在了如何进行高精度测量和数据分析上。书中详细描述了各种流量计（如文丘里管、电磁流量计）在实际工况下安装和校准的标准流程，图文并茂，连传感器信号采集的注意事项都写得清清楚楚。更让我惊喜的是，它包含了大量不同类型水轮机在不同比转速下的性能曲线图，并且这些曲线图都注明了实验条件，这对于我进行参数敏感性分析极有帮助。关于空化现象的讨论部分，也不仅仅停留在理论介绍，而是提供了实际的空化观测和等级划分的行业标准，让我对如何量化空化对设备寿命的影响有了更清晰的认识。这本书的语言风格非常严谨、规范，完全符合行业标准的要求，读起来就像是在翻阅一份权威的规范文件，是进行实际工程验证不可或缺的工具书。

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这本《流体力学导论：基础与应用》的封面设计挺吸引人的，那种深蓝色的背景配上白色的流动线条，让人一眼就能联想到水的运动和物理世界的奥秘。我拿到书的时候，首先翻阅了一下目录，内容安排得非常有条理。它从最基本的流体静力学讲起，详细阐述了压力、浮力这些概念，然后逐步过渡到流体动力学，包括伯努利方程、连续性方程的推导和应用。作者在讲解这些经典理论时，并没有停留在纯粹的数学推导上，而是花了大量篇幅去结合实际工程案例，比如管道设计中的能量损失计算，或者船体周围的水流分析。特别是关于边界层理论的那几章，我感觉作者的阐述非常清晰，将复杂的概念分解成了易于理解的小块，配图也极其到位，很多图表都是直接从实际测试数据中提取的，这大大增强了理论的可信度和直观性。对于初学者来说，这本书无疑提供了一个非常扎实和全面的入门基础。它不追求内容的包罗万象，而是专注于把核心概念讲透彻，这对于建立起坚实的力学思维至关重要。我特别欣赏它在每一章节末尾设置的“思考题”，这些题目往往需要综合运用前面学到的多个知识点才能解答，能够有效地检验读者对知识的掌握程度。

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我购买这本《工程热力学与传热基础》主要是为了复习一些与管道流动相关的基础知识，因为我发现很多流体问题最终都会归结到能量守恒和热交换上来。这本书的结构非常实用主义，它将热力学第一、第二定律的讲解放在了流体力学之后，形成了一种“先看运动，后看能量”的逻辑链条。关于对流传热的部分，作者的处理方式非常高效，他没有冗长地介绍各种经验公式，而是直接将Nusselt数、Prandtl数与摩擦阻力系数关联起来，用统一的无量纲分析框架来解释对流现象。这种跨学科的整合能力是这本书最大的亮点。例如，它在讨论管道中液体流动带来的压降时，立刻就引入了热边界层概念来解释局部温度梯度的形成，这比我以前读过的任何一本纯流体力学教材都要直观得多。对于需要快速掌握工程应用中能量传递与流体运动之间相互作用的读者来说，这本书提供了一个非常紧凑且高效的学习路径。它摒弃了太多纯理论的哲学探讨，专注于“如何用这些原理解决实际工程中的温度和压力问题”。

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作为一名有着多年水利工程经验的工程师，我总是在寻找那些能够将经典水力学与现代水文模型相结合的参考书。这本《开放水域水动力学：从理论到模拟》可以说是满足了我的期待。它不仅仅停留在传统的明渠、堰流这些基础内容，而是大胆地将焦点放在了更具挑战性的水流问题上，比如河流入海口处的泥沙运动机制，以及风暴潮对沿海结构物的冲击分析。书中对浅水波理论的阐述非常深刻，它不仅推导了圣维南方程，还详细讨论了如何利用这些方程来模拟洪水淹没过程中的地表径流和蓄水特征。我尤其欣赏作者在“数值方法”这一章中对隐式和显式差分格式的优劣对比分析，这对于我们进行实际的数值模拟工作至关重要，因为它直接关系到计算的稳定性和精度。这本书的深度足以让有一定基础的人受益匪浅，它没有回避那些复杂的耦合问题，反而鼓励读者去面对它们。唯一的小遗憾是，某些高级的湍流模型（如RANS模型的高级应用）涉及到的篇幅略显不足，但考虑到其定位，这已经是教科书级别的杰作了。

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我最近在做关于城市防洪规划的课题，手头急需一本能够深入浅出解释非牛顿流体行为的书籍，朋友推荐了这本《复杂流体的物理学原理》。坦率地说，我对这类偏理论性强的书籍一直抱有戒心，生怕又是一堆晦涩难懂的数学公式堆砌。然而，这本书的开篇就给了我一个惊喜。作者没有急于抛出纳维-斯托克斯方程的复杂形式，而是先用非常生动的语言描述了像血液、泥浆或油漆这类流体在日常生活中遇到的反直觉现象，比如剪切增稠和剪切稀化。随后，它巧妙地引入了本构方程的概念，并详细对比了牛顿流体和各种非牛顿流体的数学模型差异。这本书最让我佩服的地方在于其对计算流体力学（CFD）基础的介绍。它花了整整一个部分来讲解有限元方法在处理复杂流场时的优势和局限性，并附带了一些MATLAB代码示例，虽然我还没来得及完全跑通，但其逻辑框架的构建非常清晰，为后续深入研究提供了路线图。这本书的排版也十分精良，大开本的尺寸使得公式和图表得以清晰展示，阅读体验极佳，完全不像那种为了塞满内容而臃肿的教材。

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