Open Channel Hydraulics pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:McGraw-Hill College

作者:Sturm, Terry W.

出品人:

页数:512

译者:

出版时间:2001-2

价格:$ 211.31

装帧:HRD

isbn号码:9780070624450

丛书系列:

图书标签:

• 水力学
• 开渠水力学
• 水文
• 流体力学
• 工程
• 水利工程
• 河流
• 渠道
• 水资源
• 计算水力学

好的，这是一本名为《Open Channel Hydraulics》的图书的详细简介，该简介旨在突出其内容深度、覆盖范围和实用价值，同时完全不提及任何关于AI生成或构思的内容。 --- 图书名称：Open Channel Hydraulics 深入探索水流动力学的核心：理论、应用与前沿实践 《Open Channel Hydraulics》是一部全面、权威的教科书和专业参考手册，旨在为土木工程师、水资源专家、环境科学家以及相关领域的研究人员提供对非恒定流、明渠水流现象的深刻理解和实用的工程工具。本书超越了基础概念的陈述，深入挖掘了开放水流系统的复杂物理机制、数学建模以及实际工程设计中的应用。 本书结构与核心内容概览 本书的组织结构清晰，从基础的水力学原理逐步推进到复杂的非均匀流和瞬变流分析，力求构建一个连贯且深入的学习路径。 第一部分：基础与基本概念 本部分奠定了理解明渠水流复杂性的数学和物理基础。 水力学基础回顾与量纲分析： 详细阐述了流体运动的连续性方程、动量方程在明渠流中的应用，并重点探讨了雷诺数、弗劳德数在判断流态（亚临界、超临界、临界流）中的关键作用。 恒定均匀流（Uniform Flow）： 深入分析了曼宁（Manning）公式和谢才公式（Chezy Formula）的推导、适用范围及其修正系数的确定。重点讨论了不同渠道断面（矩形、梯形、圆形）的几何特性计算，以及如何利用这些公式进行渠道设计和坡度计算。 恒定非均匀流（Gradually Varied Flow, GVF）： 这是本书的核心章节之一。详细介绍了能量方程在明渠流中的形式，特别是水面线（Water Surface Profiles）的分析方法。通过求解常微分方程，系统地分类和推导了M、S、C系列等九种标准水面曲线的形成机制、数学特性及其在堰、跌水结构下游水深变化的预测中的应用。引入了数值求解方法，如步进法和迭代法，确保工程精度。 第二部分：水流控制与突变现象 本部分关注水流在结构物影响下发生的急剧变化，这是水利工程设计中的关键环节。 控制断面与水深关系： 详细探讨了临界流的概念，包括临界深度、临界坡度的确定。对堰（Weir）和弗朗斯（Francis）堰等泄洪结构进行了深入的水力学分析，特别是其流量系数的经验修正和适用边界条件。 水跃（Hydraulic Jump）： 对水跃的理论进行了彻底的分析，包括其能量耗散机制、长度预测、效率计算。重点讨论了水跃在消能设计中的应用，分析了平底水跃、带底坡的水跃以及各种水跃稳定性的工程考量。 急变流（Rapidly Varied Flow, RVF）： 探讨了水流突然改变深度和流速的情况，例如渠道突变、坡度突变处的分析。详细讲解了能量系数和动量系数在RVF计算中的准确取值。 第三部分：瞬变流与动态系统分析 本书的先进章节深入研究了时间依赖性的流动问题，这是现代水文和防洪工程不可或缺的部分。 圣维南方程组（Saint-Venant Equations）： 详细推导了描述一维瞬变流的质量守恒和动量守恒方程。深入分析了这些方程组的特性曲线，并详细介绍了求解这些耦合非线性偏微分方程的数值方法，如特征线法（Method of Characteristics）和有限差分法。 波浪传播与洪水演算： 侧重于瞬变流在实际应用中的表现。分析了洪水波（Flood Wave）的传播、变形和衰减过程，包括丁格-克里普斯法（Dicken’s Method）等传统演算方法的局限性与现代数值模型的优势。讨论了水库溃决洪水模拟、管道瞬变流（水锤现象的边界条件延伸）等复杂情景。 第四部分：泥沙输运与河道工程 鉴于水流对河床的侵蚀和沉积影响至关重要，本书辟出专门章节探讨泥沙动力学。 泥沙输运机制： 阐述了冲淤理论的基础，包括床面输沙、悬移质输沙的物理过程。详细介绍了各种经验和半经验泥沙输运公式（如Laursen, Meyer-Peter Müller）的适用性及参数选择。 河床稳定性与设计： 讨论了稳定河床的设计原则，包括护底结构（如抛石、格宾）的水力设计标准，以及渠道防冲防淤的工程措施。 本书的特色与价值 1. 深度与广度兼备： 本书不仅覆盖了经典的水力学教科书内容，更融入了现代计算水力学（Computational Hydraulics）的前沿成果，特别是对数值模型的推导和验证给予了充分的篇幅。 2. 工程导向的实例分析： 每个主要概念之后都辅以详尽的工程实例（如水库溢洪道设计、渠道断面优化、洪水预报模型建立），确保读者能够将理论知识转化为实际的工程解决方案。 3. 严谨的数学推导： 对所有关键方程（如水面线方程、圣维南方程）的推导过程均进行了详细的展示，强调了其背后的物理意义，而非仅仅停留在公式应用层面。 4. 数据与图表支持： 书中包含大量的实验数据图表、流程图和算例，极大地增强了对抽象概念的直观理解。 《Open Channel Hydraulics》是水利工程领域从业者案头不可或缺的工具书，也是研究生和高年级本科生学习明渠水力学、水资源工程和水环境工程的理想教材。它旨在培养读者独立分析复杂水流问题的能力，并掌握进行安全、经济、高效的水利基础设施设计的必要技能。

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