ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДМЕТА. КРАТКИЕ ИСТОРИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

Гидравлика- наука, изучающая равновесие и движение жидкости, а также ее взаимодействие с твердыми телами, погруженными в нее, и твердыми поверхностями, граничащими с жидкостью.

Гидравлика позволяет разрабатывать методики решения различных прикладных задач в строительстве, коммунальном хозяйстве, охране водных ресурсов и других сферах человеческой деятельности, связанных с водой и другими жидкостями.

Первым научным трудом в области гидравлики был трактат Архимеда (287—212 гг. до н.э.) «О плавающих телах». Леонардо да Винчи (1452—1519) в XV в. написал работу «О движении и измерении воды», Галилео Галилей (1564—1642) в 1612 г. в своем трактате «Рассуждение о телах, пребывающих в воде, и о тех, которые в ней движутся» рассмотрел условия равновесия жидкости, обосновал основные законы плавания тел. Далее Эванджелиста Торричелли (1608—1647) предложил в 1643 г. формулу для определения скорости истечения жидкости из отверстия, Блез Паскаль (1623—1662) открыл закон о передаче внешнего давления в жидкости, который до настоящего времени служит основанием для конструирования гидравлических машин (прессы, домкраты, тормоза и др.), Исаак Ньютон (1643—1727) в 1686 г. предложил гипотезу о законе внутреннего трения в движущейся жидкости.

Однако формирование гидравлики как науки, базирующейся на математических уравнениях, дифференциальных и интегральных исчислениях, произошло в XVIII в. и стало возможным благодаря работам академиков Петербургской Академии наук: Леонарда Эйлера (1707-1783), Даниила Бернулли (1700-1782), Михаила Васильевича Ломоносова (1711-1765).

Даниил Бернулли в 1738 г. дал теоретическую основу уравнения, отражающего закон сохранения энергии для жидкости, справедливо считающегося основополагающим в практических расчетах по гидравлике. Леонард Эйлер в 1755 г. вывел дифференциальные уравнения равновесия и движения жидкости. М.В. Ломоносов открыл и обосновал законы сохранения массы вещества и энергии.

Кроме российских ученых огромный вклад в развитие гидравлики внесли западно-европейские ученые. Антуан Шези (1718— 1798) изучал равномерное движение жидкости, Джованни Батиста Вентури (1746—1822) исследовал истечение жидкости через отверстия и посадки, Юлиус Вейсбах (1806—1871) занимался изучением сопротивления движения жидкости. Осборн Рейнольдс (1892—1912) много труда положил в изучение ламинарного и турбулентного движений.

В России во второй половине XIX и начале XX в. наиболее известны работы Ипполита Степановича Громеки (1851 — 1889), Николая Павловича Петрова (1836-1920), Николая Егоровича Жуковского (1847-1921) по винтовым потокам, теории смазки, гидравлическому удару. На Западе к наиболее известным работам в начале XX в. следует отнести полуэмпирическую теорию турбулентного течения Людвига Прандтля (1875-1953).

Развитие гидротехнического, гидромелиоративного строительства в СССР позволило создать советскую гидравлическую школу. Можно назвать много известных имен, благодаря которым гидравлическая наука обогатилась глубокими исследованиями и теоретическими разработками в различных областях гидравлики. В первую очередь к ним следует отнести Николая Николаевича Павловского, И.И. Агроскина, Евгения Александровича Замарина, Михаила Дмитриевича Чертоусова, Pомана Pомановича Чугаева, И.И. Леви, П.Г. Киселева, Л.С. Животовского, А.Д. Альтшуля и др.

В последние десятилетия развитие гидравлики неразрывно связано с применениями ЭВМ. Широко используются численные методы гидравлических расчетов, а также численное моделирование гидравлических явлений.