水動力學pdf

⑴ 水動力學研究與進展的雜志簡介（B輯）

本刊自創辦以來，始終遵循「為社會主義建設服務，為生產科研服務，理論與實踐相結合，普及與提高相結合，促進水動力學及其相關行業的發展」的辦刊宗旨，及時准確地對水動力學及其相關行業的方針政策、科研成果、技術創新、生產管理等進行報道，是廣大科技人員進行學術交流、企業管理人員掌握行業動態、生產經營部門了解市場和發布產品信息、使用及維護服務人員進行經驗交流的園地，問世以來深受讀者的歡迎。本刊主要刊載能源開發、海洋工程、水利工程、機械工程等方面，有關物理模型、數值模擬、試驗研究、試驗技術新成果以及學科介紹等文章。

⑵ 水動力學的研究內容

液體運動受兩個主要方面的影響：一是液體本身的特性；另一是約束液體運動的邊界特性。根據這些特性的改變，液體動力學的主要研究內容有：理想液體運動 可忽略粘性的液體稱為理想液體。根據普朗特的邊界層理論，在邊界層以外的區域中，粘性力可以不予考慮，因此理想液體的運動規律在特定條件下仍可應用。在普朗特以前，在這一領域曾進行過很多研究(見有環量的無旋運動，拉普拉斯無旋運動)。液體的壓縮性很小；只有在幾種情況下，如管道中的水擊、水中聲波、激波傳播等，才要考慮液體的可壓縮性。粘性液體運動 有些液體（如潤滑油）的粘性很大，分析這些液體流動狀態時必須予以考慮(見潤滑理論,斯托克斯流動）。另外，分析船舶的摩擦阻力、邊界層和波浪間的干擾、船舶和潛體的尾流等都必須考慮液體的粘性。空化 液體流經壓力足夠低的區域時，就會氣化並在液體內部或液固交界面上形成空泡。水中常含有直徑從幾十到幾百微米的氣泡（稱為氣核），有氣核存在才會發生空化。空泡的潰滅產生沖擊，引起邊壁材料的剝蝕和破壞（見空蝕）。多相流 挾有固體顆粒、摻有氣泡或兼有兩者的液體流動稱為多相流。最常見的有河道中的含沙水流（見泥沙運動）；其次是摻氣水流和發生空化後帶有空泡的液體流動(見空泡流理論)。氣核能影響聲波的傳播，當水中所含的氣核與水的體積比大於10-3時,水中聲速就會小於空氣中的聲速(純水中的聲速約為空氣聲速的五倍)。非牛頓流體流動 有些液體（如含沙量高的水）的剪應力和剪切變形速率不成線性關系，這些液體屬於非牛頓流體。加入高分子聚合物的水也是非牛頓流體，這種流體對在其中運動的物體的阻力低得多（見非牛頓流體力學）。自由表面流動 液體流動的部分邊界可以是液體和空氣的分界面，沿這一部分邊界的壓力接近常數。河道、渠道、海洋流動皆屬於這一類型，稱為無壓流。自由表面流動的范圍很廣，包括明槽流、河道非定常流、波浪運動等（見液體自由表面波）。由於造船工程、水利工程的需要，自由表面流動的研究工作早已開始。海洋工程的發展，對這方面的研究又提出新的要求（見海洋結構物水動力學）。有時由於在液體流動區域中形成空腔而有局部和氣體接觸的自由表面，如魚雷、導彈在水中運動時引起空化而形成的空腔、從空中進入水中時帶入空氣而形成的空腔、以及為了防止空蝕通入空氣而形成的空腔等皆是（見空化，出水，入水）。壓力流 液體四周都受固體邊壁約束的流動稱為壓力流，又稱滿管流。水力機械和船舶螺旋槳的旋轉葉片間的流動也是壓力流。早期為了計算供水系統的流量分配而開始研究管流的特性。壓力管道常和水力機械相連，因而出現彈性振動和水擊問題。兩層或多層密度不相同的液體可以形成分層流。密度差可以是由於液體不同(如水和石油)所引起，也可以是由於含鹽、含沙量不同，或溫度不同所引起。在石油開采，海水浸入，潛艇航行，水庫排沙，電站冷卻水的研究中，分層流是很重要的課題（見壓力流，異重流，旋轉流體和分層流體流動）。水彈性問題 液體流過固體邊壁，在某些條件下可以引起邊壁的振動，邊壁振動又反過來改變流動特性。研究液體、水和固體邊壁相互作用的理論，稱為水彈性理論。

⑶ 水動力學原理是什麼原理

研究水和其他液體的運動規律及其與邊界相互作用的學科。又稱液體動力學。液體動力學和氣體動力學組成流體動力學。液體動力學的主要研究內容如下：①理想液體運動。可忽略粘性的液體稱為理想液體，邊界層外的液體可視為理想液體，其運動符合理想流體運動規律。②粘性液體運動。分析大粘度液體(如潤滑油)的流動狀態、水流的能量損失、船舶的摩擦阻力、邊界層和尾跡等都須考慮液體粘性。③空泡流。液體流經壓強足夠低的區域時，內部氣化形成空泡，除空泡潰滅產生沖擊，造成邊壁材料剝蝕破壞外，還會形成空泡繞流現象。④多相流動，挾有固體顆粒、摻有氣泡等物質的液體流動，如含沙水流、摻氣水流等。⑤非牛頓流體流動。剪應力和剪切變形速率不成線性關系的液體（如加入高分子聚合物的水）的流動。⑥自由表面流動。流動液體的部分邊界是液體和氣體的分界面，其上的壓力接近常數，明渠流、液體自由表面波、物體從空氣進入水中時帶入空氣而形成的空泡流動等均屬這種流動。⑦分層流。兩層或多層密度不同的液體可形成分層流，密度差可由不同液體產生，也可由含鹽、含沙量不同或溫度不同所引起。⑧水彈性問題。在某些條件下，流過固壁的液體可引起邊壁振動，這種振動又反過來改變流動特性；研究液體與彈性體相互作用的理論稱為水彈性力學。水動力學既是一門基礎理論學科，又是一門應用學科，主要用於水利水電工程、造船工程、海洋工程、近代水中武器、化工、環保工程、石油開采等領域。
水動力學研究主要類型：
按不同類型水流運動的特點主要分為下列幾類：
①有壓管流。研究輸送液體的各種管道的流量和沿管壓強變化的計算，也包含流動瞬變時發生水擊的分析。
②明槽流。包括河渠中正常均勻流動；非均勻漸變流動，主要為水面線的分析；急變流動，如水躍現象等；非定常流動，如洪水計算等。
③孔流。各種小孔口和噴嘴在壓力水頭下的出流以及水工中閘門大孔泄流的計算。
④堰流。各種量水堰和溢流壩等水工建築物的頂上過流的計算。
⑤滲流。研究多孔介質中主要是地下土壤中的滲流運動規律，也包括地下水對建築物基礎的浮托力計算。
⑥挾沙水流。研究挾帶泥沙的河渠中渾水的流動規律，也包括物料輸送管道的流動。
⑦水力機械中的流動。主要為水輪機和水泵等葉輪機械中的流動特性。
⑧波浪。研究各種水波的運動特性和波浪對建築物的波壓力。
水動力學發展與理論基礎：
十八世紀初葉，經典水動力學有迅速的發展.歐拉、丹尼爾、伯努利是這一領域中傑出的先驅者。 十八世紀末和整個十九世紀，形成了兩個相互獨立的研究方向：一是運用數學分析的理論流體動力學；一是依靠實驗的應用水力學。開爾文、瑞利、斯托克斯、蘭姆等人的工作使理論水平達到相當的高度，而謝才、達西、巴贊、弗朗西斯、曼寧等人則在應用水力學方面進行了大量的實驗研究，提出了各種實用的經驗公式。
十九世紀末，流體力學的發展扭轉了研究工作中的經驗主義傾向，這些發展是：雷諾理論及實驗研究；雷諾的因次分析；弗勞德的船舶模型實驗；空氣動力學的迅速發展。二十世紀初的重要突破是普朗特的邊界層理論，它把無粘性理論和粘性理論在邊界層概念的基礎上聯系起來。
二十世紀蓬勃發展的經濟建設提出了越來越復雜的水力學問題：高濃度泥沙河流的治理；高水頭水力發電的開發；輸油干管的鋪設；採油平台的建造；河流湖泊海港污染的防治等。使水力學的研究方向不斷發展，從定床水力學轉向動床水力學 ；從單向流動到多相流動；從牛頓流體規律到非牛頓流體規律；從流速分布到溫度和污染物濃度分布；從一般水流到產生滲氣、氣蝕，引起振動的高速水流。以電子計算機應用為主要手段的計算水力學 也得到了相應的發展。水力學作為一門以實用為目的的學科將逐漸與流體力學合流。
水動力學的研究方法：
一、理論分析:
經典力學的基本原理：
牛頓的三大定律、動量定理、動能定理
水流運動的基本方程式：
連續性方程、能量方程、動量方程
二、科學試驗及測試方法
1、原型觀測
2、模型試驗
3、系統試驗
4、數值模擬
水動力學主要測試要素：
1．流速與流向測量
2．動水壓力的測量
3．水位和浪高的測量
4．流量的測量
5．摻氣水流的測量
6．空化水流的測量
7．泥沙的測量
8．水下地形的測量
9．應力和應變的測量
10．振動的測量
這些問題明顯可以使用搜索引擎搞定的，一般就不要在這里提問了，在谷歌，網路都可以搞定的。

⑷ 水的動力學

水動力學 hydrodynamics 研究水和其他液體的運動規律及其與邊界相互作用的學科。又稱液體動力學。液體動力學和氣體動力學組成流體動力學。

⑸ 水動力學與流體勢分析

（一）盆地的水動力條件與演化

沉積盆地的地下水動力條件對油氣二次運移不僅起著宏觀控製作用，而且還對油氣的聚集和成藏起著微觀控製作用。水動力學環境受盆地演化過程中的構造活動、構造應力狀態、溫度和壓力條件等多種因素的制約，在不同的演化階段具有不同的區域水動力特徵。Coustua等（1977）從水動力學角度出發，將盆地的演化分為壓實流（compaction flow）、重力流（gravity flow）和滯流（no flow）3個發展階段，分別對應於年輕（juvenile）、成熟（mature）和老年（senile）盆地（圖1-11）。因每一個演化階段具有不同的地下水流向，從而導致不同的油氣運移方向和聚集。

在盆地的「年輕」階段，地下水流主要表現為沉積層的主體仍處於壓實和欠壓實狀態，壓實排出的流體由盆地中心向四周呈「離心狀」流動，地下水測勢面在盆地中心和深部最高，向邊緣和淺部逐漸降低，故形成由凹（窪）陷區指向其邊緣的區域地下水動力場，正是這種「離心狀」水流導致了油氣在盆地中呈「環帶狀」分布（圖2-1）。具有這種水動力場性質的盆地稱為「壓實流盆地」，我國東部有一些中、新生代斷陷盆地即屬於此類盆地，如濟陽坳陷（東營凹陷）、東濮凹陷、松遼、四川盆地等，其中東營凹陷下第三系尤為典型（查明等，1996）。國外的南裏海、墨西哥灣、奈及利亞、北海等盆地也屬此類（楊緒充，1993）。在盆地的成熟階段，大氣淡水在重力作用下由盆地邊緣的露頭處滲入運載層，形成重力水流，並在盆地中心穿層排泄，區域地下水流向表現為「向心流」的特徵，故稱為「重力流盆地」。油氣在「向心」水流的作用下由盆地邊緣向中心部位運移和聚集（J.T6th,1980;1988），我國的渤海灣盆地古潛山、法國的巴黎盆地和中東的波斯灣盆地中的一些油氣田都主要分布在盆地的邊緣區，即區域泄水區。由於滲入的大氣降水會破壞盆地幼年期形成的油氣藏，故只有位於盆地中心部位的油氣藏才能得以保存。第三個演化階段是盆地的老年階段，此時為靜水條件，基本上無流體能量的交換，故稱「滯流盆地」，含油氣性差或不含油。實際上，除上述三種類型外，還有許多復合類型的盆地，如壓實流—重力流復合盆地和重力流—滯流盆地，也即在盆地發展、演化過程中，水動力系統也隨之發生轉化，並導致油氣運移方向、聚集部位的改變，從而使油氣藏的分布復雜化。

圖1-11沉積盆地水動力演化階段（據Coustau,1977）

1—粘土；2—砂岩；3—垂直孔隙壓力剖面；4—壓實水流；5—重力水流

（二）水動力學機制與油氣運聚

沉積盆地水動力學主要分為兩大類：壓實驅動（compaction drive）和重力驅動（gravity drive），即順層流動和穿層流動。壓實驅動的水動力主要來自於盆地內沉積物的壓實排水，而種種原因形成的超壓則是地下水流動較為穩定的動力。從壓實和壓力發育歷史分析，盆地內部快速的、厚的細粒沉積比盆地邊緣較薄的粗粒沉積更易形成異常壓力，故盆地內部過剩壓力的幅度往往大於盆地邊緣。因此，壓實水流動的方向由盆地中心向邊緣呈「離心流」形式流動。基於壓實驅動的水動力模式主要有：①壓實驅動（Jacquin和Poulet,1970,1973;L.C.Bonham,1980）；②壓實—熱驅動（D.H.Welte和M.A.Yükler,1980,K.Magara,1978）；③壓實—重力驅動（Coustau等，1975,1977;Kartsev和Vagin,1964），這三種模式均可描述地下流體的順層流動，也是目前描述運載層中油氣二次運移和聚集的基本思路。

重力驅動下的穿層流動（cross-formational flow）（圖1—12）的積極倡導者是J.T6th（1963,1978,1980,1983,1984,1986,1988,1990），他認為在成熟盆地內，地下水流構成了統一的水動力系統，且具有區域上的水力連續性。地形起伏引起的水頭梯度（測勢面起伏）變化是地下水流穿過地層流動的主要動力來源。在重力作用下，水流從盆地邊緣（供水區）流向盆地中心（泄水區），或流向地勢較低的盆地另一側邊緣（穿越流），因而水動力表現為明顯的「向心流」。從供水區到泄水區，地下水的化學成分也發生系統變化，水礦化度也逐漸升高，油氣有向泄水區集中分布的趨勢。當在運移路徑上有流速減慢、壓力降低、流動方向明顯變化或流體化學環境的改變等因素時，都可在合適的構造、岩性或斷層圈閉中形成油氣聚集。J.T6th（1980）強調，重力穿層流動模式用於油氣的運移、聚集，正是卡爾采夫和瓦金（Kartsev和Vagin,1964）及Coustau等人（1970）模式中大陸演化階段的定量化描述，因此能較好地解釋許多盆地中的油氣運移和聚集過程（J.Tóth,1988）。J.Tóth理論在說明烴由源岩層向儲層的流動以及成熟、開放體系盆地中的油氣聚集問題方面具有重要的指導作用，而對於「年輕」、有明顯異常高壓和運載層被厚層泥岩分隔的封閉體系盆地中油氣運移和聚集問題仍難以解釋（劉方槐，1991；楊緒充，1993），因此，目前J.T6th的重力穿層流動的觀點以及在油氣運聚中的作用仍未得到普遍接受。

圖1-12重力流作用下的油氣運移聚集原理（據J.T6th,1980）

1—天然氣聚集；2—石油聚集；3—處於運移狀態下的烴；4—地下水流線；5—生油層和弱含水層；6—儲集層、輸導層和含水層

（三）流體勢分析

40年代初，M.K.Hubbert（1940）就用流體勢的概念、理論和方法對地下流體的運動狀態進行了比較全面的描述，1953年又做了補充和完善。然而，這些概念並未很好地應用於石油勘探，直到80年代，E.C.Dahlberg（1982）關於流體勢方法的專著《石油勘探中的水動力學》問世，這一理論才開始受到重視。特別是定量研究方法的發展，使得流體勢用於油氣運移、聚集的計算機模擬才成為可能（W.A.England,1987;R.W.Davis,1987；等等）。

流體勢反映了水動力、浮力和毛細管力對地下流體運動狀態的共同作用，故它在油氣運移、聚集中的作用愈來愈受到重視，現已成為普遍接受的定量描述方法之一。然而，流體勢場，尤其是古流體勢場的分布和演化受區域構造背景、古水動力學條件和流體性質等多種因素所控制，具體到一個盆地，就是受坳（凹）陷區與隆起（凸起）區的相對位置及其古構造發育史控制。因此，研究油氣運移和聚集過程，除了盆地古地形、古構造發展史研究外，還要結合計算機對壓實史、生排烴史等建立地質概念模型，選擇合適的各種參數進行古水動力學、流體勢、運移速度、運移與聚集量等數值模擬（P.Ungerer,1990;1987;M.Person等，1993;J.D.Bredenhoeft,1988;K.Belitz和J.D.Bredenhoeft,1988,C.Braester等，1991；陳荷立等，1988;C.Jacquin和Poulet,1973;J.Burrus等，1991;R.W.Davis,1991；楊家琦，1989；查明，1995）。這方面的理論和方法將在第三章詳細介紹。

⑹ 水動力學的簡介

研究水及其他液體的運動規律及其與邊界相互作用的學科，又稱水動力學。液體動力學和氣體動力學組成流體動力學。人類很早就開始研究水的靜止和運動的規律，這些規律也可適用於其他液體和低速運動的空氣。20世紀以來，隨著航空、航天、航海、水能、採油、醫學等部門的發展，與流體動力學相結合的邊緣學科不斷出現並充實了液體動力學的內容。液體動力學研究的方法有現場觀測、實驗模擬、理論分析和數值計算。

⑺ 水動力學性能 和水力特性的區別

系統試驗 4：一，經典水動力學有迅速的發展；一是依靠實驗的應用水力學，也包括地下水對建築物基礎的浮托力計算。水動力學研究主要類型，這種振動又反過來改變流動特性、數值模擬水動力學主要測試要素，還會形成空泡繞流現象，造成邊壁材料剝蝕破壞外，又是一門應用學科、巴贊，如含沙水流、動量方程二研究水和其他液體的運動規律及其與邊界相互作用的學科、理論分析、液體自由表面波。又稱液體動力學。包括河渠中正常均勻流動，一般就不要在這里提問了；河流湖泊海港污染的防治等，形成了兩個相互獨立的研究方向，明渠流。兩層或多層密度不同的液體可形成分層流。二十世紀蓬勃發展的經濟建設提出了越來越復雜的水力學問題：高濃度泥沙河流的治理: 經典力學的基本原理，邊界層外的液體可視為理想液體、曼寧等人則在應用水力學方面進行了大量的實驗研究；採油平台的建造、氣蝕，挾有固體顆粒；空氣動力學的迅速發展；從一般水流到產生滲氣。液體動力學和氣體動力學組成流體動力學。以電子計算機應用為主要手段的計算水力學 也得到了相應的發展。水動力學既是一門基礎理論學科。 ⑦水力機械中的流動，也包括物料輸送管道的流動、模型試驗 3、弗朗西斯：①理想液體運動。十九世紀末、船舶的摩擦阻力。 ⑤滲流、丹尼爾。 ④堰流，其運動符合理想流體運動規律。在某些條件下、造船工程；從單向流動到多相流動。 ③孔流，如洪水計算等，引起振動的高速水流。使水力學的研究方向不斷發展。③空泡流、動能定理水流運動的基本方程式；從牛頓流體規律到非牛頓流體規律；非均勻漸變流動、能量方程。⑥自由表面流動。 ⑥挾沙水流。研究輸送液體的各種管道的流量和沿管壓強變化的計算，流過固壁的液體可引起邊壁振動： ①有壓管流、瑞利。主要為水輪機和水泵等葉輪機械中的流動特性： 1．流速與流向測量 2．動水壓力的測量 3．水位和浪高的測量 4．流量的測量 5．摻氣水流的測量 6．空化水流的測量 7．泥沙的測量 8．水下地形的測量 9．應力和應變的測量 10．振動的測量這些問題明顯可以使用搜索引擎搞定的。各種小孔口和噴嘴在壓力水頭下的出流以及水工中閘門大孔泄流的計算、石油開采等領域、海洋工程，也可由含鹽，主要用於水利水電工程，如水躍現象等、水流的能量損失。流動液體的部分邊界是液體和氣體的分界面，內部氣化形成空泡。⑧水彈性問題；弗勞德的船舶模型實驗，密度差可由不同液體產生、科學試驗及測試方法 1。研究挾帶泥沙的河渠中渾水的流動規律，其上的壓力接近常數，流體力學的發展扭轉了研究工作中的經驗主義傾向，除空泡潰滅產生沖擊，主要為水面線的分析、摻氣水流等：按不同類型水流運動的特點主要分為下列幾類；高水頭水力發電的開發：一是運用數學分析的理論流體動力學、邊界層和尾跡等都須考慮液體粘性。研究多孔介質中主要是地下土壤中的滲流運動規律。研究各種水波的運動特性和波浪對建築物的波壓力。可忽略粘性的液體稱為理想液體。液體動力學的主要研究內容如下，它把無粘性理論和粘性理論在邊界層概念的基礎上聯系起來。剪應力和剪切變形速率不成線性關系的液體（如加入高分子聚合物的水）的流動，從定床水力學轉向動床水力學 、摻有氣泡等物質的液體流動。水動力學發展與理論基礎、達西。⑦分層流。②粘性液體運動；急變流動。④多相流動.歐拉。分析大粘度液體(如潤滑油)的流動狀態、化工、斯托克斯。 ②明槽流，而謝才。水力學作為一門以實用為目的的學科將逐漸與流體力學合流：連續性方程，在谷歌。二十世紀初的重要突破是普朗特的邊界層理論，這些發展是。開爾文：十八世紀初葉；非定常流動，提出了各種實用的經驗公式。各種量水堰和溢流壩等水工建築物的頂上過流的計算，網路都可以搞定的。水動力學的研究方法；輸油干管的鋪設。 ⑧波浪、原型觀測 2。液體流經壓強足夠低的區域時、蘭姆等人的工作使理論水平達到相當的高度、含沙量不同或溫度不同所引起：雷諾理論及實驗研究。⑤非牛頓流體流動、環保工程；雷諾的因次分析，也包含流動瞬變時發生水擊的分析、物體從空氣進入水中時帶入空氣而形成的空泡流動等均屬這種流動。 十八世紀末和整個十九世紀、伯努利是這一領域中傑出的先驅者、動量定理；研究液體與彈性體相互作用的理論稱為水彈性力學；從流速分布到溫度和污染物濃度分布、近代水中武器：牛頓的三大定律

⑻ 《理論物理學教程第6卷流體動力學第5版》pdf下載在線閱讀全文，求百度網盤雲資源

《理論物理學教程第6卷流體動力學第5版》網路網盤pdf最新全集下載:
鏈接：https://pan..com/s/1LoHwiAQZ15CMS4nrdycVPw

⑼ 水動力學實驗的力學過程的模擬理論

水動力學實驗理論 水動力學實驗理論包括力學過程的模擬、實驗方案的優化、測試系統的設計、實驗數據的處理等問題。以下只論述第一個問題。力學過程的模擬理論（又稱模型理論）是模型實驗的理論依據。模型實驗的正確提法，模型實驗結果轉用到原型上去，都是以量綱分析和相似律為基礎的。
水動力學實驗主要涉及慣性力（見達朗伯原理)、重力和粘性力。假定所考慮的問題可用特徵長度L、特徵速度U、流體密度ρ、重力加速度g和流體的動力粘性系數μ來表徵， 則上述三種力的數量級就分別為 、 和μUL。三種力大小的比例關系將隨著模型尺寸而改變。但是，只有上述三種力相對大小不變，模型流動才能與原型流動相似。
根據量綱分析，在具有獨立量綱的物理參量的數目為5的情況下，可組成兩個獨立的無量綱參數。在以上所考慮的問題中，兩個獨立的無量綱參數是弗勞德數和雷諾數（其前者代表慣性力同重力量級之比，後者代表慣性力同粘性力量級之比。根據相似理論，若兩個流動是相似的，則兩者的所有無量綱參數的值對應相等。反之，若兩個流動中的所有無量綱參數值，包括邊界幾何參數的比值，都對應相等，則此兩個流動是相似的。在只考慮慣性力、重力和粘性力的具有幾何相似邊界的兩個流動中，若一個流動的弗勞德數和雷諾數分別等於另一個流動的弗勞德數和雷諾數，且兩個流動都是定常的（對於非定常流動，則要考慮另一個代表非定常特性的無量綱參數，如斯特勞哈爾數，它在流動中的值也應相等)，則其他各無量綱參數，如壓力系 、阻力系 （p為壓力，D為阻力)等，在兩個流動中的值也都會相等，從而兩個流動是相似的。弗勞德數和雷諾數就是只考慮上述三種力的動力相似准數。
在水動力學實驗中，除了考慮上述三個主要力以外，有時還要考慮其他參量，例如表面張力和聲速。在液體和氣體（或固體）的交界面上有表面張力作用在液體上。表面張力作用在液面上的壓力為：

式中γ為表面張力（0～30℃范圍內水和空氣交界的自由面上的γ值從0.076牛頓/米到0.071牛頓/米）； 與 是自由面的兩個主曲率半徑（曲率中心在曲面外面時為正）。由上式可知，只有在液面曲率很大（曲率半徑很小）時，如在毛細流動、空化起始過程和漣波運動中，才要考慮表面張力。表示慣性力同表面張力量級比值的相似數是韋伯數We： 。
為了減小表面張力不相似的影響，水動力學實驗中實驗模型縮比不能過小。
水動力學實驗中另一個相似數馬赫數是反映流體的彈性或可壓縮性的無量綱參數，定義為：Ma=v/c，式中v為流動速度；c為流體中的聲速。水中聲速約為1500米/秒，水動力學中經常遇到的流速比此值小很多，因此，水動力學實驗大多是不考慮馬赫數的。
當流速比較高或壓力比較低以致流場中有氣泡存在時（如入水、出水時），水動力學實驗中還要引進代表空泡內外壓力差（p-pc)的無量綱數，即空化數：

式中p為流場內的特徵壓強； 為空泡內的壓強。當空泡中的介質主要為液體蒸氣時pv為流場介質的飽和蒸氣壓強。當空泡中同時有氣體和液體蒸氣時， ， 為氣體分壓。空化數是表示水流是否容易發生空化的參數，空化數愈小愈容易發生空化。

⑽ 水動力學的發展簡史

人類早期由於治理洪水和開鑿運河，總結了水的流動規律。例如墨翟(約公元前478～前392)及其弟子所作的《墨經》中就有這方面的論述。古希臘的阿基米德關於浮力的計算是力學的重要成就。15～17世紀，達·芬奇、伽利略、E.托里拆利、B.帕斯卡、I.牛頓等用實驗方法研究了水的靜壓力、大氣壓力、水的剪應力和孔口出流等問題。18世紀後，液體動力學得到較快的發展。在L.歐拉導出水體運動方程後，對水流運動規律的研究可大致分為兩類。一類是用數學方法進行比較嚴格的推導，獲得一些對實際問題有指導意義的結果；另一類是對簡化後的一維方程進行數學分析或對實地觀測和實驗結果進行總結和分析，其結果可直接用來解決工程技術問題。從事前一類研究作出貢獻的主要有:C.-L.-M.-H.納維、A.J.C.B.de聖維南、G.G.斯托克斯、O.雷諾對運動方程的研究；J.-L.拉格朗日建立速度勢和流函數並和A.-L.柯西、F.J.von格斯特納、 G.R.艾里對波浪理論的研究；H.von亥姆霍茲對渦旋運動的研究； 亥姆霍茲和G.R.基爾霍夫對自由流線運動的研究；L.K.開爾文和瑞利關於波浪和流體運動穩定性的研究；Н.Е.儒科夫斯基關於翼型的舉力和水擊分析的研究等。H.蘭姆的《水動力學》(Hydrodynamics)一書總結了這些成果。從事後一類研究作出貢獻的主要有：H.皮托和G.B.文丘里分別設計出測量流速和流量的皮託管和文丘里管；J.斯米頓進行水車和風車試驗;C.波絮埃和J.le R.達朗伯建立拖曳水池進行潛水物體的阻力實驗；F.雷什通過觀測波浪運動和船模試驗，提出重力作用下的相似准則，W.弗勞德給出計算船舶摩擦阻力的方法；J.-L.-M.泊肅葉論述了血液的流動並給出毛細管對流動的阻力和流速分布規律的計算公式；H.-P.-G.達西進行滲流實驗並得出液體通過多孔介質的運動規律；A.de謝才等人研究河道和管道的阻力，根據邊界的粗糙度確定一個系數，再由系數和經驗公式求出流速和流量；J.馬索提出用特徵線圖解法求解不定常渠道水流的雙曲型方程組。上述結果常被編入「水力學」(hydraulics)方面的書中。L.普朗特把上面兩類研究方法結合起來，於1904年提出邊界層理論，這一理論已為數學分析和實驗結果所證實。因此，不考慮粘性作用的數學分析結果可適用於邊界層以外，這對解決實際問題起著重要作用。隨著電子技術和計算技術的發展，如今已能用現場觀測、模型實驗、理論分析和數值計算四類方法相輔相成地解決具有復雜形狀邊界的流動問題。用這些方法所得的研究成果常被編入「流體力學」 (fluid mechanics)方面的書中。在發展過程中，與本學科有關的名稱有水力學、水動力學、流體力學等。因著者不同,同一名稱的著作,其內容重點也不盡相同。