《流体力学》考试大纲

979热工学与流体力学综合
一、考试性质
热工学与流体力学综合是能源与动力工程类专业硕士研究生招生考试的专业理论课程。

作为选拔性考试，具有较高的信度、效度、必要的区分度和适当的难度。

二、考查目标
重点考核学生对工程热力学、传热学和流体力学基本定律和基本原理的掌握，常用工质的热物理性质的了解，有关图表及计算公式的综合运用。

对典型热力工程和热力循环的计算和分析能力，对热量传递的工程问题的分析能力和热量传递工程计算方法。

掌握流体运动学的基本概念和动力学的基本方程，并能熟练运用连续方程、能量方程、动量方程解决工程实际问题。

掌握能源合理利用及其高效转换的基本观念。

三、考试形式
本考试为闭卷考试，满分为150分，考试时间为180分钟。

试卷结构：选择20%，计算题80%
四、考试内容
（一）基本概念
1、主要内容：
（1）热力系。

（2）热力状态和平衡状态。

《流体力学》课程考核大纲【考核目的】本课程的考核目的主要是对学生的学习状态进行检验，以及对教师的教学提供反馈信息，判断教学目的达到程度。

【考核范围】本考试重点测试流体力学的基本概念和基本原理，考试范围包括流体静力学，流体运动学，流体动力学基础，流动阻力和水头损失，孔口、管嘴出流和有压管流，明渠流动，堰流等内容。

考核学生运用基本理论、基本知识，进行独立分析的能力、计算能力、解决工程实际问题的能力。

【考核方法】《流体力学》课程考核包括形成性考核和终结性考核两部分。

1.形成性考核成绩占总成绩的40%，包括学生出勤情况（20%）、课堂学习态度及回答问题情况（10%）、课后作业完成情况（10%）。

2.期末考核成绩占总成绩的60%，以理论知识考核为主，采用闭卷笔试形式，考查学生基本理论和基本知识的掌握情况。

【期末考试形式】期末考核采用闭卷笔试的形式。

【期末考试对试题的要求】题型比例：客观性试题占60％左右，包括填空题、选择题等。

主观性试题占40％左右，包括作图题、计算题等、难度等级：分为较易、中等、较难三个等级，大致比例是30:50:20。

【考核的具体内容】第一章 绪论知识点：1．流体力学的研究方法2．流体的连续介质模型、质点。

3．作用在流体上的力：表面力和质量力4．流体的主要物理性质：惯性、粘性、压缩性5．牛顿内摩擦定律考核目标：1．了解：连续介质模型。

2．理解：流体的主要物理性质。

3．掌握：作用在流体上的力4．运用：能够运用牛顿内摩擦定律解决流体的粘度问题。

第二章 流体静力学知识点：1．静止流体中应力的特性2．流体平衡微分方程、等压面3．重力场中液体静压强的分布。

绝对压强、相对压强真空度。

测压管水头 4．液体的相对平衡5．液体作用在平面上的总压力。

6．液体作用在曲面上的总压力。

考核目标：1．了解：流体平衡微分方程。

2．理解：静止流体中应力的特性、流体平衡微分方程、等压面的概念。

3．掌握：平面上压强分布图和曲面上压力体的绘制。

2020年硕士研究生入学统一考试大纲
考试科目：流体力学
一、试卷满分及考试时间
试卷满分为100分，考试时间为180分钟。

二、答题方式
答题方式为闭卷、笔试。

流体力学
一、流体的力学性质
考试内容
流体与固体、液体与气体的主要区别流体的连续介质假设作用于流体上的力的分类流体的主要力学性质牛顿内摩擦定律流体的分类流体力学研究的内容和方法。

考试要求
1．掌握流体与固体的主要区别，掌握液体与气体的主要区别。

2．掌握流体的连续介质假设，包括其内容、依据、意义及其适用范围等。

3．掌握作用于流体上的力的分类，掌握质量力、表面力等概念。

4．掌握流体的密度与重度、膨胀性与压缩性、粘性等主要力学性质，掌握流体的密度、重度、体积膨胀系数、体积压缩系数、体积弹性模量等概念，掌握流体的粘度随温度的变化规律，掌握流体的动力粘度、运动粘度、相对粘度及其相互间的关系，掌握流体粘度的测量方法等。

5．掌握牛顿内摩擦定律及其适用条件，掌握牛顿内摩擦定律的应用。

6．掌握正压流体与斜压流体、可压缩流体与不可压缩流体、牛顿流体与非牛顿流体、理想流体与实际流体等概念。

7．了解流体力学研究的内容和方法。

二．流体静力学
考试内容
流体静压强欧拉平衡微分方程流体静力学基本方程帕斯卡原理流体的相对平衡平衡液体作用于固体壁面上的总压力及压力中心物体的浮沉理论。

考试要求。

第五节孔口、管嘴出流有压管道恒定流【考试大纲】孔口、管嘴出流有压管道恒定流【大纲详解】孔口、管嘴和有压管道恒定流动的水力计算，是连续性方程、能量方程以及流动阻力和水头损失规律的具体应用。

一、小孔口恒定出流图5-1 小孔口恒定出流流体经孔口流出称为孔口出流，如5-1图所示。

当容器中水位（或压强）不变，孔口的出流量恒定时，称为恒定出流。

当容器壁较薄或孔口具有锐缘时，孔口壁厚对水流现象没有影响，称为薄壁孔口。

若流体经孔口流入空气中则称为自由出流，否则称为淹没出流。

由于水流运动的惯性，容器中流体经孔口流出后将形成流束直径为最小的收缩断面C—C。

收缩断面面积AC于孔口面积A，其比值，称为收缩系数。

当孔口断面尺寸远小于作用水头时，C－Ｃ断面上各点的水头可以认为相等，此时孔口称为小孔口。

如图5-1所示，取基准面过孔口中心，并取上游自由液面为断面0—0，孔口外收缩断面（距壁e/2处）c—c为下游断面，写能量方程令，v0为上游水面流速，H称自由出流小孔口水头。

当v很小时H≈H，孔口水头损失，ζ0为小孔口阻力系数由试验确定。

代入上式后得H＝（αc＋ζ），故收缩断面平均流速：孔口流速系数为：流经孔口的流量为：式中，为孔口的流量系数。

对于薄壁小孔口，由实验测得，故。

当流体经孔口淹没出流时如图5-2所示，按照与上述同样的分析可得薄壁小孔口淹没出流的涵义不同，的流速和流量的计算公式，流速系数和流量系数μ的数值也完全相同，只是H为两液面的高差△Ｈ。

图5-2 孔口淹没出流【例5.1】孔口出流试验中测得孔口出流的局部阻力系数ζ＝0.06，则其流速系数为（）。

A ．0.94B ．0.95C ．0.96 D.097【答案】D【解析】孔口出流流速系数：。

110.97110.06φς===++二、管嘴的恒定出流当孔口壁厚l＝(3～4)d时，或在孔口处外接一长度l＝(3～4)d的短管时，流体经其流出称为管嘴出流。

管嘴出流的特点是：当流体进入管嘴后形成收缩。

《流体力学》学习大纲学习目的：本课程是专业基础课程之一，它的任务和目的是使学生掌握流体力学的基本概念、基本原理、基本方法和基本技能，并具有一定的分析、解决本专业中涉及流体力学问题的能力，为学习后续专业课程、从事专业技术工作或进行科学研究打下坚实的基础。

学习要求：要求学生通过本课程学习，应该能够掌握流体的主要物理物质；能够掌握流体静压强的分布规律和总压力的计算；能够掌握不可压缩、恒定流动条件下理想流体与粘性流体的基本概念、流动规律、基本方程；能够运用基本理论和基本方程分析一些基本流动，掌握流体在运动状态下基本力学参量计算的基本方法；能够掌握孔口、管嘴、短管、长管的计算；能够掌握明渠均匀流的水力计算，掌握恒定明渠非均匀渐变流的微分方程，学会分析水面曲线；能够掌握堰流分类及其计算；能够掌握渗流基本定律，了解完全井的浸润线方程和出流量计算；能够正确理解因次分析和相似原理对实验的指导意义。

1. 绪论1. 了解流体的主要物理性质：惯性，重力特性，粘性和压缩性和膨胀性，理解掌握流体的粘性和牛顿内摩擦定律。

2. 理解质量力和表面力，掌握其表示方法。

3. 流体的力学模型：连续介质模型，理想流体模型，不可压缩流体模型。

了解流体力学的主要研究方法。

2. 流体静力学1. 理解和掌握静压强及其特性。

2. 了解欧拉平衡微分方程的推导，理解欧拉平衡微分方程的物理意义。

3. 掌握流体静力学基本方程，掌握点压强的计算方法，掌握压强的计算基准和表示方法，掌握静压强分布图，了解压强的量测方法。

4. 掌握计算作用于平面和曲面上的液体总压力。

3. 流体运动学1. 了解描述流体运动的两种方法：拉格朗日法，欧拉法；了解质点加速度表达式。

2. 掌握迹线、流线的概念；掌握描述流体运动的一些基本概念：流管和流束，过流断面，元流和总流，流量，断面平均流速等。

3. 掌握流体运动的连续性微分方程和总流的连续性方程。

4. 了解流体运动微分方程。

5. 掌握实际流体元流w h g u p z g u p z +++=++2222222111γγ和总流伯努利方程+=++2211112z g v p z αγ w h g v p ++22222αγ的物理意义、几何意义以及应用。

《流体力学》教学大纲第一章绪论了解流体力学的任务、与科学及工程技术的关系、在推动社会发展中的作用；了解流体力学的研究方法。

第二章流体及其物理性质理解质点、质元概念和连续介质假设；理解流体的主要物理性质，特别是易变形性和粘性；掌握牛顿粘性定律和粘度计算；了解无粘性流体与粘性流体、可压缩流体与不可压缩流体分类。

第三章流动分析基础理解描述流体运动的数学方法，理解描述流体运动的几何方法；掌握流线和迹线方程；掌握流体质点导数表达式；了解流体的变形特性；理解流体分类，掌握层流和湍流判别。

第四章微分形式的基本方程理解微分形式的连续性方程；理解作用在流体之上的力；理解N-S 方程及其意义；掌握静止重力流体中的压强分布规律及计算；了解运动流体中的压强分布特点。

第五章积分形式的基本方程掌握积分形式的连续性方程及其应用；掌握伯努利方程及其应用；掌握积分形式的动量方程及其应用；了解动量矩方程和能量方程。

第六章量纲分析与相似原理掌握量纲分析法及其应用；理解相似概念和相似原理；掌握重要的相似准则数及应用。

第七章流体的平衡掌握流体静力学基本方程；了解相对平衡问题；掌握静止流体对平壁和曲壁总压力计算；了解浮力和稳定性。

第八章不可压缩粘性流体平面势流了解无粘性流体无旋流动一般概念；掌握速度势、流函数概念和计算；理解平面势流和基本解；了解绕机翼和叶栅的平面势流。

第九章不可压缩粘性流体内流了解管道入口段流动；理解二元平板间粘性流动；掌握圆管泊肃叶公式及其应用；了解湍流概念；掌握圆管沿程损失计算；理解局部损失概念；了解明渠均匀流。

第十章不可压缩粘性流体外流理解边界层概念和普朗特边界层方程；掌握边界层厚度计算；掌握无压强梯度平板边界层近似计算；理解边界层分离概念；理解绕流物体阻力；了解自由湍流射流。

第十一章可压缩流体流动基础理解声速、马赫锥与激波概念；掌握等熵流伯努利方程和气动函数计算；理解一维变截面管定常等熵流动；了解摩擦与热交换等截面管道流；掌握正激波气动函数计算；了解二维超声速流动。

《高等流体力学》考试大纲一、参考教材1.《高等工程流体力学》,张铭远、景思睿、李国君，高等教育出版社2012年5月第一版2.《高等流体力学》,刘应中、缪国平编,上海交通大学出版社2000年6月第一版二、考核要求《高等流体力学》是一门综合性较强的交叉学科，要求考生系统掌握高等流体力学学科的基本理论、基本原理和方法，掌握高等流体力学中的思维特点和综合分析方法。

能够运用所学的基础理论、基本知识和基本方法分析和解决有关理论问题和实际问题。

三、考试内容、比例1.流体力学的基础知识（约占20%）掌握拉格朗日参考系与欧拉参考系的主要概念以及他们之间的区别与内在联系，了解迹线、流线及脉线的区别，能够掌握物质导数的应用，学会微团流体运动分析，了解有旋运动的基本概念，掌握物质积分的随体导数，明白应力张量的意义，掌握本构方程。

2.流体力学的基本方程（约占33%）掌握连续方程、N-S方程、能量方程、总能量方程、机械能方程、内能方程并能做到熟练应用。

了解不可压缩流体与布西内斯克近似，明白不可压缩流动的成立条件，掌握布西内斯克近似，重要掌握边界条件。

3.涡量动力学（约占7%）阐明涡量场的运动学性质特点，掌握开尔文定理的实质，重点掌握涡量动力学方程，希尔球涡和兰金涡，掌握涡量场和散度场的诱导速度场，能够区分直线涡丝和圆形涡丝，阐明涡层的定义。

4.理想流体动力学基础（约占20%）掌握理想流体流动与高雷诺数流动，熟练掌握欧拉方程的应用，会在流线坐标系中使用欧拉方程，重点掌握伯努利方程及其在不同形势下的方程。

了解在非惯性系中的两种方程。

4.不可压缩平面势流（约占7%）掌握流函数、势函数与拉普拉斯方程，明白复位势能与复速度的概念，阐明基本流动与圆柱绕流的概念，重点掌握布拉休斯公式，掌握镜像法，掌握平面定理与圆定理，重点掌握保角变换。

5.其他（约占13%）掌握不可压缩空间轴对称势流手段和研究方法，了解N-S方程的精确解，阐明小雷诺数流动的概念，掌握不可压缩层边界层流动，明白流动不稳定性及其概念，掌握湍流的研究方法，了解理想的一维可压缩流动，了解理想流体的平面可压缩流动。