Примерный перечень вопросов к экзамену «Механика открытых потоков»

1. Построение кривых свободной поверхности в естественных руслах. Разбивка водотока на участки.

2. Основные уравнения неравномерного движения воды в естественных руслах.

3. Общий прием построения кривых свободной поверхности.

4. Модуль сопротивления. Постулат инвариантности модуля сопротивления. Построение графика функции F(z).

5. Метод Рахманова.

6. Метод Павловского.

7. Метод Бернадского.

8. Построение кривой свободной поверхности при наличии поймы..

9. Построение кривой свободной поверхности при наличии бифуркации русла.

10. Неравномерное движение. Удельная энергия сечения.

11. Нормальная глубина. Критический уклон. Спокойные и бурные потоки.

12. Общие понятия о неравномерном движении воды в открытых руслах.

13. Дифференциальные уравнения неравномерного движения воды в открытых руслах. Первый вид дифференциального уравнения.

14. Дифференциальные уравнения неравномерного движения воды в открытых руслах. Второй вид дифференциального уравнения.

15. Уравнения неравномерного движения в цилиндрических руслах при i > 0, i = 0, i < 0.

16. Гидравлический показатель русла.

17. Приведение к виду удобному для интегрирования по методу Бахметьва.

18. Формы кривых свободной поверхности.

19. Интегрирование дифференциального уравнения неравномерного движения при i > 0 по способу Бахметьева.

20. Интегрирование дифференциального уравнения неравномерного движения при i = 0 по способу Бахметьева.

21. Интегрирование дифференциального уравнения неравномерного движения при i < 0 по способу Бахметьева.

22. Неравномерное движение воды в нецилиндрических руслах. Метод Чарномского.

23. Неустановившееся движение. Общие понятия. Типы волн.

24. Дифференциальные уравнения неустановившегося движения. Уравнение движения.

25. Дифференциальные уравнения неустановившегося движения. Уравнение неразрывности.

26. Методы решений уравнений Сен-Венана. Метод характеристик.

27. Водосливы. Терминология. Классификация водосливов.

28. Водосливы с тонкой стенкой.

29 Водосливы практического профиля.

30. Водосливы с широким порогом.

31. Гидравлический прыжок. Основное уравнение гидравлического прыжка. Прыжковая функция.

32. Расчет сопряжения бьефов. Определение глубины в сжатом сечении.

Перечень контрольных вопросов

1. В чем отличие призматических русел от непризматических?
2. Чем отличаются принятые модели установившегося движения от неустановившегося, равномерного и неравномерного?
3. Почему равномерное движение не может существовать в непризматическом русле, а также в русле с нулевым и обратным уклонами дна?
4. Что такое нормальная глубина и потока, каковы методы ее определения?
5. Что такое удельная энергия сечения? Какой вид имеет ее график?xX
6. Что называется критической глубиной? Как она определяется, от каких параметров зависит?
7. Какое состояние потока называется бурным? Спокойным? По каким признакам можно определить состояние потока?
8. Какой уклон называется критическим и как он определяется?
9. Какая из величин больше – нормальная h₀ или критическая глубина h_k – при следующих соотношениях: а) i₀ > i_k, б) i₀ < i_k, c ) i₀ = i_k.
10. Что называется гидравлическим показателем русла? Для каких русел его можно применять малозависящим от изменения глубины потока?
11. Каким образом кривая свободной поверхности потока стремится к линиям нормальной N-N и критической К-К глубины.
12. Что называется кривой подпора и кривой спада? Какие знаки производной dh/dl в каждом случае?
13. На основе анализа второго вида дифференциального уравнения неравномерного плавноизменяющегося движения в открытом русле установите формы свободной поверхности с уклоном i₀ >0 и i₀ < i_k?
14. Как определяют глубину в одном из сечений участка неравномерного движения по известной глубине потока в другом сечении и расстоянию между сечениями?
15. Что такое гидравлический прыжок?
16. Что такое совершенный гидравлический прыжок, прыжок волна, прыжок с донным и поверхностным режимом? Каковы отличительные признаки кинематики этих прыжков?
17. Что такое сопряженные глубины, высота и длина прыжка, послепрыжковый участок?
18. Какие потери энергии, местные или путевые, преобладают в гидравлическом прыжке?
19. Какой вид прыжка обеспечивает наиболее эффективное гашение энергии?
20. Какое движение называется неустановившимся?
21. Чем отличаются прерывные и непрерывные волны?
22. Что такое волновая скорость?
23. Какая волна называется прямой, обратной, положительной, отрицательной?
24. Как зависит площадь живого сечения и скорость от времени и длины русла для волн наполнения, отлива, подпора, излива?
25. Какими уравнениями описывается неустановившееся движение жидкости в открытых руслах?
26. Какие существуют методы решения уравнений Сен-Венана?