Бекітемін Білім және ғылым вице-министрі М. Орынханов 2013 ж

Гидростатика және денелердің жүзу негізі. Сұйықтың негізгі физикалық қасиеттері. Сұйықтың ерекше күйі. Идеал және реалды сұйықтар. Тұтқырлық. Сұйықтыққа әсер ететін күштер. Гидростатикалық қысым, оның қасиеттері. Сұйықтың тыныштық күйінің Эйлер теңдеуі және оларды интегралдау. Гидростатикалық қысымның негізгі теңдеуі. Нүктедегі гидростатикалық қысым. Пьезометрлік биіктік, тегеуірін. Вакуум. Сұйықтықтықтың потенциалды энергиясы. Потенциалды тегеуірін. Жазық бетке түсетін жиынтық гидростатикалық қысым. Қысымның түсу орны. Гидростатикалық қысымның эпюрасы. Денелердің жүзу негізі. Жүзудің шарттары және жүзіп жүрген денелердің тепе-теңдігі. Орнықтылық. Метацентр.

Сұйықтың элементар бөлшегінің қозғалысы. Векторлық және скаляр өрістер. Сұйықтың қозғалысын зерттеу әдістері (Лагранж, Эйлер). Гидродинамиканың негізгі түсініктері мен анықтамалары: ағын сызығы, элементар ағынша, жылдамдық, қимыл қима, өтім, гидравликалық радиус, еңістік. Жылдамдық эпюрасы. Қозғалыстың түрлерінің жіктемесі: тұрақты және тұрақсыз, арынды, арынсыз, бірқалыпты және бірқалыпсыз қозғалыстар. Массаның, қозғалыс мөлшерінің, энергияның сақталу заңы. Сұйықтың тұрақты қозғалысы кезіндегі ағынының үздіксіздік теңдеуі. Сұйық ағынының қозғалыс мөлшері және кинетикалық энергиясы. Идеал және нақты сұйықтың элементар ағыншасына арналған Д. Бернулли теңдеуі. Д. Бернулли теңдеуінің геометриялық және энергетикалық түсінігі. Қимыл қимада қысымның таралуы және кинетикалық энергияға, қозғалыс мөлшеріне түзету енгізу жөнінде. Толық арын. Толық ағынға арналған Д. Бернулли теңдеуі. Гидравликалық және пьезометрлік еңістіктер. Д. Бернулли теңдеуін қолдану әдістемесі және шарттары. Сұйық қозғалысының режимі. Рейнольдстың тәжірибелері. Шекті жылдамдық. Рейнольдс саны, оның шекті мәні. Арын шығындары жөнінде түсінік. Бірқалыпты тұрақты қозғалыстың негізгі теңдеуі. Ағындағы орташаланған, лүпілдік, жергілікті (лездік) жылдамдық. Ламинар және турбулентті ағындардағы жылдамдықтың таралуы. Ұзындық бойынша арын шығыны. Дарси, Дарси-Вейсбах формулалары. Дарси коэффициенті. Никурадзе және Зегжда зерттеулері. Арынның жергілікті шығындары. Борд теоремасы. Арын шығындарын үстемелеу (қосу) қағидасы. Жүйенің кедергілік коэффициенті. Құбыр желісінің жіктемесі. Қысқа және ұзын құбырлар желісінің гидравликалық есептеулері.

Шези формуласы. Шези коэффициентін анықтауға арналған эмпирикалық формулалар. Су өтімі модулі және жылдамдық модулі. Каналдағы ағынның қимыл қимасының гидравликалық элементтері. Каналдардағы бірқалыпты қозғалыс кезіндегі гидравликалық есептеудің негізгі міндеттері. Каналдардағы ағыстың рауалы жылдамдығы. Рауалы жылдамыдықтар әдісі. Табиғи арнадағы бірқалыпты су қозғалысын есептеу. Ашық арналардағы судың баяу өзгеретін тұрақсыз қозғалысы. Түбінің еңістігіне байланысты арна категориялары. Призмалық және призмалық емес арналар. Ашық арналардың түрі, олардағы бірқалыпсыз қозғалыстың шарты және сипаттамалары. Қиманың меншікті энергиясы. Шекті тереңдік, жылдамдық, еңістік және олардың анықтамалары. Ағынның баяу, қатты және шекті күйі. Фруда саны. Бірқалыпсыз қозғалыстың дифференциалдық теңдеуі. Ағынның еркін беті қисығының түрлерін зерттеу. Н.Н. Павловскийдің, Б.А. Бахметевтің және т.б. тәсілдері. Өзендердегі судың бірқалыпсыз қозғалысы. Өзендердегі су қозғалысының жалпы сипаттамасы. Ағын суды есептік учаскелерге бөлу. Өзендердегі судың бірқалыпсыз тұрақты қозғалысының негізгі теңдеуі. Арнаның кедергі модулі. Кедергі модулінің инварианттылық постулаты. Еркін бет қисығын тұрғызу тәсілдері. Өзендердегі ағынның еркін беті қисығын тұрғызуға арналған А.Н. Рахмановтың, Н.Н. Павловскийдің тәсілдері. Жайылмасы бар арналарда, арналардың қолтықтарға бөлінген жағдайында еркін бетінің қисығын тұрғызу. Өзендерде еркін беті қисығын қысқы жағдайларда тұрғызу.

Жұқа қабырғадағы кішкентай тесіктер, тұрақты арын кезінде ағып шығу. Ағынның сығылу түрлері. Кішкентай тесіктен атмосфераға және су деңгейінің астына ағу. Кедергі, ығысу, жылдамдық және су өтімдері коэффициенттері. Үлкен тесіктен ағып шығу. Гидравликалық саптамалар, олардың түрлері. Саптамадан атмосфераға, сұйық деңгейінің астына ағу, есептеулер. Саптамаларды қолдану тәжірибесі. Суағарлар және ағындардың имараттар бойымен қозғалысы. Суағардың анықтамасы. Суағарлардың терминологиясы мен жіктемесі. Суағар гидротехникалық имарат ретінде. Ағынның формасы мен троекториясы. Жіңішке қабырғадағы суағарлар. Тесіктері тікбұрышты, үшбұрышты, трапециялық және басқа да түрлі суағарлар. Есептік формулалар. Су өтімінің коэффициенті, бүйірлік сығылу мен жақындау жылдамдығын есепке алу. Су басу жағдайлары. Көлбеу қабырғаның су өтімі коэффициентіне тигізетін әсері. Гидрометриялық практикада суағарларды қолдану. Су өтімін анықтау кезінде жіберілетін қателіктерді есептеу. Практика пішінді суағарлар. Су өтімі коэффициентін анықтау. Кең табалдырықты суағарлар. Суағарлардың есептік формулалары. Кең табалдырыұты суағарлардың жаңа зерттеулері. Гидрометриялық науалар. Гидравликалық есеп, су басу жағдайлары. Бөгеттердің, СЭС бөгеттеріндегі ысырмалардың, көпірлердің және арынсыз құбырлардың тесіктерін есептеу.

Гидравликалық ырғыма, оның құрылымы және өлшемдері. Ырғыманың туындау шарты. Ырғыманың негізгі теңдеуі. Ырғыма функциясы. Ырғыманың беттесу тереңдіктері. Ырғымадағы энергия шығыны. Ырғыманың ұзындығы. Ырғыманың түрлері. Бьефтердің беттесуінің түрлері. Қысылған қимадағы тереңдікті анықтау. Ырғыманы су басу мәні. Имараттардың төменгі бьефіндегі артық энергияны бәсеңдету. Төменгі бьефтегі энергияны бәсеңдету әдістері.

Судың тұрақсыз арынсыз қозғалысы жөнінде жалпы нұсқаулар. Толқындар жіктемесі, олардың түзілу шарты. Толқындардың таралу жылдамдығы, толқындық өтім. Ашық арналардағы судың тұрақсыз қозғалысына арналған динамикалық тепе-теңдік теңдеуі және үздіксіздік теңдеуі. Сен-Венан теңдеуі. Тасқындық толқындар қозғалысының ерекшеліктері. Үш максимум жөніндегі ереже, ең жоғары су өтімінің таралу жылдамдығы. Су тасқыны толқынының таралу жылдамдығына кедергінің әсері. Сен-Венанның тұрақсыз қозғалысының теңдеуін шешудің әдістері. Бөгет бұзылған жағдайда туындайтын толқындар.