水利工程流體實驗教程

前言

為了適應(yīng)教學(xué)實踐環(huán)節(jié)的改革，培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才，長沙理工大學(xué)組織教師開展了“港口航道與海岸工程專業(yè)實驗教學(xué)內(nèi)容體系改革的研究與實踐”的課題研究，本課題打破了傳統(tǒng)的分散在各門理論課程中的實驗教學(xué)封閉體系，將零星散落在各門課程中的部分實驗理論統(tǒng)一起來，并在內(nèi)容上充實；將港航專業(yè)課程內(nèi)容聯(lián)系較密切且實驗技術(shù)相近的專業(yè)基礎(chǔ)課實驗和專業(yè)課實驗重組，開設(shè)了“港航流體實驗”，以培養(yǎng)能力為主線，按四個層次實施遞進式教學(xué)，實現(xiàn)了專業(yè)基礎(chǔ)課實驗與專業(yè)課實驗的銜接和融會貫通，將以理論教學(xué)為中心的傳統(tǒng)教學(xué)模式轉(zhuǎn)變成理論教學(xué)與實驗教學(xué)相輔相成的實驗教學(xué)體系。該成果獲得國家教學(xué)成果二等獎后推廣至水利水電工程專業(yè)，開設(shè)了“水工流體實驗”。本教材以學(xué)生的能力培養(yǎng)為宗旨，以先進的教學(xué)理念與改革成果為依托，力求反映最新教研改革的成果，體現(xiàn)了較大的教改力度，較好地滿足了當(dāng)前新形勢下對水利類專業(yè)人才培養(yǎng)的迫切需要。教材突出人才創(chuàng)新能力、實踐能力、應(yīng)用能力培養(yǎng)，以“港口航道與海岸工程”專業(yè)為基礎(chǔ)，兼顧了“水利水電工程”等專業(yè)需求。本教材適應(yīng)新技術(shù)、新設(shè)備發(fā)展，與科研結(jié)合，補充和完善實驗項目，協(xié)調(diào)與相應(yīng)理論課的銜接，適合自主式、開放式、合作式、研究式學(xué)習(xí)，固化并深化了國家級教改成果。本書第一章、第六章、第七章及第四章中的實驗二和實驗三由程永舟編寫，第二章和第三章由江詩群編寫，第八章以及第四章中的實驗四由周一平編寫，第五章及第四章中的實驗五由黃倫超編寫，其中第四章的實驗一和實驗六、第五章的實驗一和實驗六由賀暉編寫。程永舟擔(dān)任統(tǒng)稿，沈小雄教授審閱了全書。本教材參考了原交通普通高等院校港口與航道工程專業(yè)系列實驗教材以及自編實驗教材。多年以來，許多同志為此作了大量的工作。謹(jǐn)此表示衷心感謝。由于作者水平有限，本書的缺點和不足在所難免，敬請相關(guān)專家學(xué)者指正，也請同學(xué)們在學(xué)習(xí)和使用中對需要完善和補充的地方提出切實的意見。

內(nèi)容概要

　　《水利工程流體實驗教程(港口航道與海岸工程、水利水電工程專業(yè))》是港口航道與海岸工程專業(yè)和水利水電工程專業(yè)的實驗教學(xué)課本，通過該課程學(xué)習(xí)，力求使學(xué)生掌握水利工程流體實驗的實驗原理實驗方法、測試技術(shù)、數(shù)據(jù)采集、誤差分析等實驗基本理論和技能。

書籍目錄

第一章 緒論第一節(jié) 水利工程流體實驗課程在教學(xué)中的作用第二節(jié) 水利工程流體實驗課程體系第三節(jié) 實驗報告的撰寫第四節(jié) 水利工程流體實驗課程的要求與寄語第二章 實驗數(shù)據(jù)處理與分析第一節(jié) 數(shù)據(jù)的記錄與計算處理第二節(jié) 異常數(shù)據(jù)的發(fā)現(xiàn)與剔除第三節(jié) 實驗數(shù)據(jù)的表示方法第四節(jié) 實驗數(shù)據(jù)的誤差分析第五節(jié) 經(jīng)驗公式的擬合第三章 水利工程流體實驗常用儀器設(shè)備第一節(jié) 水利工程流體實驗基本設(shè)施第二節(jié) 水位和波要素測量第三節(jié) 流速測量第四節(jié) 流量測量第五節(jié) 含沙量和地形測量第六節(jié) 壓力測量第七節(jié) 流動顯示技術(shù)第四章 基礎(chǔ)訓(xùn)練實驗?zāi)K實驗一 流速與流量測量實驗實驗二 壓力測量實驗實驗三 波浪要素測量實驗實驗四 滲流實驗實驗五 泥沙起動實驗實驗六 彎道水流實驗第五章 航道工程模塊實驗一 沖淤地形測量實驗實驗二 山區(qū)河流流態(tài)實驗實驗三 船舶過閘實驗實驗四 船閘灌、泄水實驗實驗五 船閘停泊條件實驗實驗六 丁壩水流特性實驗實驗七 淺灘整治實驗實驗八 水利樞紐總體布置實驗實驗九 連續(xù)彎道河段通航條件研究第六章 海岸工程模塊實驗一 波浪傳質(zhì)速度實驗實驗二 波浪傳播淺水變形實驗實驗三 波浪作用下的泥沙運動實驗實驗四 不規(guī)則波譜分析實驗實驗五 波浪與水流相互作用特性實驗實驗六 波浪對單突堤的繞射試驗實驗七 岸灘演變實驗實驗八 充填管袋在波浪水流作用下的穩(wěn)定性試驗第七章 港口工程模塊實驗一 波浪對直立式防波堤的作用實驗二 波浪對透水斜坡式防波堤的作用實驗三 波浪對圓柱的作用力實驗實驗四 海港總體模型實驗實驗五 波浪對透空式碼頭沖擊作用實驗第八章 水利水電工程模塊實驗一 水泵性能實驗實驗二 有壓輸水管道水擊實驗實驗三 水輪機能量性能實驗實驗四 水閘電擬滲流實驗實驗五 狹縫槽滲流實驗實驗六 大水頭泄水建筑物泄流和下游消能實驗實驗七 大水平不透水層上土石壩砂槽滲流實驗實驗八 水閘消能與防沖實驗實驗九 高壩溢流模型實驗實驗十 堰流流量系數(shù)測定實驗參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：PIV系統(tǒng)可瞬時無接觸測量流場中一個截面上的二維速度分布，且具有較高的測量精度。PIV技術(shù)主要組成有照明流場的帶片光光路的激光光源，記錄粒子圖像的CCD攝像機，進行粒子圖像處理的計算機和軟件，示蹤粒子的發(fā)生和撒布技術(shù)。如圖3—6所示。在流場中布散示蹤粒子，并用脈沖激光片光光源入射到所測流場區(qū)域中，通過連續(xù)兩次或多次曝光，粒子的圖像被記錄在底片上或CCD相機上。采用光學(xué)楊氏條紋法、自相關(guān)法或互相關(guān)法，逐點處理PIV底片或CCD相機記錄的圖像，獲得流場速度分布?？傮w上講，PIV系統(tǒng)測速范圍已從每秒0．1cm到每秒幾百米，可以在一個切面上測得瞬時3500～14400個點速度向量，其精度約1％（個別達到0．2％），與LDV相當(dāng)。其物理測量容積也與LDV相當(dāng)，而且特殊處理還可更小。一個切面的數(shù)據(jù)處理約需幾十秒甚至幾秒鐘。PIV技術(shù)目前已日益廣泛應(yīng)用于非定常復(fù)雜流動研究中，揭示了不少用傳統(tǒng)測試技術(shù)和平均測量技術(shù)無法觀測到的許多流動的瞬態(tài)結(jié)構(gòu)現(xiàn)象。最近PIV技術(shù)已應(yīng)用在大型工業(yè)用風(fēng)洞、水洞研究中，特別在美國和德國，PIV的應(yīng)用不僅具有傳統(tǒng)觀測技術(shù)無法提供的新功能，而且大大提高了實驗?zāi)Ｐ偷倪\行效率和經(jīng)濟性。

編輯推薦

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