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巖體水力學(xué),主講：陳海霞,參考書目,《水力學(xué)》，水力學(xué)與山區(qū)河流開發(fā)保護(hù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（四川大學(xué)）編，吳持恭主編，2008，高等教育出版社，北京《流體力學(xué)》，吳望一編著，2008，北京大學(xué)出版社，北京《流體力學(xué)》，汪志明，崔海清，何光渝主編，2006，石油工業(yè)出版社，北京《裂隙巖體水力學(xué)基礎(chǔ)》，朱珍德，郭海慶著，2007，科學(xué)出版社，北京《巖體水力學(xué)導(dǎo)論》，仵彥卿，張倬元著，1995，西南交通大學(xué)出版社，成都,第一章流體力學(xué)概述,發(fā)展簡(jiǎn)況：國(guó)內(nèi)_水磨、水車、銅壺滴漏、孔明燈，秦朝都江堰等；國(guó)外_阿基米德浮力理論，托里拆利（1643）孔口泄流定律，巴斯加（1650）壓強(qiáng)傳遞定律，牛頓（1686）液體內(nèi)摩擦定律等。之后，伯努利方程、歐拉方程奠定了理論基礎(chǔ)，納維-斯托克斯、泊阿松等促成了粘性流體力學(xué)理論和旋渦理論；實(shí)驗(yàn)方面有雷諾、謝才、達(dá)西等發(fā)現(xiàn)了兩流態(tài)、水力摩阻、滲流等現(xiàn)象或規(guī)律；儒柯夫斯基、卡門、普朗特等對(duì)空氣動(dòng)力學(xué)、繞流、邊界層等理論作出了重大貢獻(xiàn)。,第一章流體力學(xué)概述,流體的性質(zhì)：分子間引力小，無(wú)固定形狀，受剪切作用即變形，有流動(dòng)性，一般無(wú)抗拉能力（除粘彈性流體外），在容器中僅能承受壓力，流體內(nèi)無(wú)殘余應(yīng)力，各向同性等。,第一章流體力學(xué)概述,定義：流體是在外力作用下能產(chǎn)生連續(xù)變形的各向同性物質(zhì)。流體分類：形態(tài)液體-氣體；壓縮性可壓縮與不可壓縮；粘性理想流體與粘性流體；流變性牛頓流體與非牛頓流體。,第一章流體力學(xué)概述,連續(xù)介質(zhì)假設(shè)：認(rèn)為流體質(zhì)點(diǎn)是微觀上充分大、宏觀上充分小的流體微團(tuán)，完全充滿整個(gè)所占空間，無(wú)孔隙存在。流體力學(xué)研究方法：實(shí)驗(yàn)、理論、計(jì)算三手段相互促進(jìn)，彼此影響。,第一章流體力學(xué)概述,描述流體運(yùn)動(dòng)的兩種方法：拉格朗日方法和歐拉方法拉格朗日方法：著眼于流體質(zhì)點(diǎn)，設(shè)法描述出每個(gè)流體質(zhì)點(diǎn)自始至終的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，即所有質(zhì)點(diǎn)的位置隨時(shí)間變化的規(guī)律。跡線：流體質(zhì)點(diǎn)在空間運(yùn)動(dòng)時(shí)所描繪出來(lái)的曲線。,第一章流體力學(xué)概述,拉格朗日表述方法,,,第一章流體力學(xué)概述,例1.1一流體質(zhì)點(diǎn)位置與時(shí)間關(guān)系為,問(wèn)在給定的時(shí)間和空間上：流體質(zhì)點(diǎn)的速度矢量和加速度矢量各為多少?,第一章流體力學(xué)概述,解:速度矢量為:代入數(shù)值,得,第一章流體力學(xué)概述,加速度為:故,第一章流體力學(xué)概述,歐拉方法：著眼于空間點(diǎn)，設(shè)法在空間中的每一個(gè)點(diǎn)上描述出流體運(yùn)動(dòng)隨時(shí)間的變化狀況。,,第一章流體力學(xué)概述,,流線：流體速度場(chǎng)中的曲線，該曲線上每點(diǎn)的切線方向與該點(diǎn)的速度矢量方向重合。一般地，流線與跡線相互區(qū)別，但在穩(wěn)定流中重合。,第一章流體力學(xué)概述,例1.2已知流場(chǎng)的流速矢量為,問(wèn)在時(shí),該點(diǎn)的加速度為多少?解:因?yàn)樗?第一章流體力學(xué)概述,流體運(yùn)動(dòng)分類：穩(wěn)定性穩(wěn)定流動(dòng)與非穩(wěn)定流動(dòng)；空間自由度一維、二維、三維運(yùn)動(dòng)；有旋性有旋流與無(wú)旋流；流態(tài)層流和湍流（紊流）,