流体力学知识点及考核要求

流体力学期末复习

第一章 绪论

基本知识点：

1．连续介质的概念。

2．流体的主要物理力学性质—实际流体模型:

实际流体是由质点组成的连续体，具有易流动性、粘滞性、不可压缩性、不计表面张力的性质。

3．牛顿内摩擦定律。

4．理想流体模型：不考虑粘滞性。

5．物理量的基本量纲，M、L、T

6．作用在液体上的力：质量力、表面力。

考核要求：

1．理解连续介质和理想流体的概念及其在流体力学研究中的意义。

2．理解流体的主要物理力学性质，重点掌握流体粘滞性、牛顿内摩擦定律及其适用条件。

3．掌握物理量的基本量纲、基本单位及导出量的单位。

4．理解质量力、表面力的定义，掌握其表示方法。如判断某说法的对错：流体的质量力是作用在所考虑的流体表面上的力。

单位质量力X、Y、Z

第二章 流体静力学

基本知识点：

1．静压强及其两个特性，等压面概念。

2．静压强基本公式及其物理意义。

3．相对压强、绝对压强、真空压强的概念。

4．测压管水头的概念。

—位能（位置水头）

—压能（压强水头、测压管高度）

—总势能（测压管水头）

5．点压强的计算。 ①找已知点压强、②找等压面、③利用静压强基本方程推求点压强

6．相对静压强分布图的绘制。

7．作用于平面上静水总压力的计算。

（1）解析法

静水总压力的大小：

静水总压力的作用点：

（2）（图解法）

8．作用在曲面上静水总压力的计算。

水平方向的分力：

铅垂方向的分力：

总压力 ：

总压力作用线（与水平面的夹角）

9．压力体图。

考核要求：

1．理解静压强的两个特性和等压面的概念。 如判断某说法的对错：静止的液体和气体接触的自由面，它既是等压面，也是水平面。

2．掌握静压强基本公式，理解该公式表达的物理意义。

3．理解绝对压强和相对压强，以及绝对压强、相对压强、真空压强之间的相互关系，理解位置水头、压强水头、测压管水头的概念。

4．掌握点压强的计算。

5．掌握静压强（相对压强）分布图的绘制。

6．掌握作用在矩形平面上静水总压力的计算，包括图解法和解析法。

7．掌握压力体图的绘制和作用在曲面上的静水总压力的计算方法。

第三章 一元流体动力学基础

基本知识点：

1．描述流体运动的两种方法：拉格朗日法和欧拉法。

2．质点加速度的表达式（欧拉法）。

3．流体运动的分类和基本概念。

恒定流与非恒定流；均匀流与非均匀流；

渐变流与急变流；有压流与无压流；流线与迹线；

元流，总流，过流断面，流量，断面平均流速。

一维流动、二维流动和三维流动。

4．恒定总流连续性方程、连续性微分方程的表达式。

5．有旋流和无旋流，流函数与势函数，等势线与流线。

6．恒定总流能量方程、应用条件和注意事项（物理意义、三选）。

7．恒定总流能量方程工程应用（水力计算）。

8．恒定总流动量方程、应用条件和注意事项（物理意义、选择控制体与坐标系）。

9．恒定总流动量方程工程应用（水力计算）。

考核要求：

1．了解描述流体运动的拉格朗日方法和欧拉法。（区别） 如判断某说法的对错：描述流动是以固定空间、固定断面或固定点为对象，应采用欧拉法。（对）

2．理解流体运动的分类和基本概念，能在分析水流动时进行正确判断和应用。如判断某说法的对错：

恒定流一定是均匀流。（错）；过流断面与流线平行。（错）

3．熟练掌握恒定总流连续性方程的形式，会利用连续性微分方程判断流动的连续性。

4．理解有旋流和无旋流，掌握其判别方法。

5．掌握恒定总流能量方程、应用条件和注意事项。理解均匀流过流断面的性质。

6．理解能量方程的物理意义。

7．测压管水头线、总水头线绘制方法和水力坡度的概念。

8．能熟练应用恒定总流能量方程进行水力计算。

9．恒定总流动量方程、应用条件和注意事项。

10．能熟练应用恒定总流动量方程求解实际工程中的问题。

11．熟练掌握恒定总流动量方程、能量方程和连续方程的联合运用。

第四章 流动阻力和能量损失

基本知识点：

1．流体运动的两种型态（层流、紊流）和判别方法。

2．雷诺数Re的表达式及物理意义。

3．均匀流基本公式和流体内部切应力分布规律。

对于圆管

4．沿程水头损失计算公式—达西公式。

5．圆管中层流的流速分布。

6．圆管中紊流的流速分布。

7．尼古拉兹实验和沿程阻力系数λ的变化规律。

（尼古拉兹实验曲线的分区，紊流各区沿程阻力系数λ与雷诺数和相对粗糙度的关系）

水力光滑区：

过渡粗糙区：

粗糙区：

8．沿程水头损失的计算方法。

9．计算沿程水头损失的经验公式—谢才、曼宁公式。

10．局部水头损失计算方法。（如：管道突然扩大局部损失，ppt-162页）

考核要求：

1．理解雷诺数的物理意义，掌握液体流动的两种流态（层流、紊流）和判别标准。

2．熟练掌握计算沿程水头损失的达西公式。

3．理解流动阻力与能量损失的分类和产生的原因。

引起局部阻力的原因是由于旋涡区的产生，而不是速度方向和大小的变化。（错）

4．理解圆管层流的流速分布规律，掌握层流流速分布220832JJurud和沿程阻力系数64Re的推导。 5．了解紊流流速分布与层流分布的区别和原因。

6．掌握尼古拉兹实验和沿程阻力系数λ的变化规律。

（尼古拉兹实验曲线的分区，紊流各区沿程阻力系数λ与雷诺数和相对粗糙度的关系）

第五章 孔口、管嘴及有压管流

基本知识点：

1．孔口、管嘴出流的有关概念及计算。

2．管路的分类：短管与长管的概念。

3．测压管水头线与总水头线的绘制。

4．短管的水力计算

5．简单管路、串联、并联的计算原则。

比阻法：

6．枝状管网的水力计算。

7．能正确选择局部水头损失系数（注意流态、流区）。

8．掌握局部水头损失计算。

考核要求：

1．理解孔口、管嘴出流的有关概念，掌握其流量的计算，管嘴出流的工作条件。

① ②

对于薄壁小孔口出流全部完善收缩，流量系数为0.82。（判断）

2．了解管路的分类，理解短管与长管的概念。

3．掌握短管与长管水力计算方法和水头线的绘制。

4．掌握虹吸管等典型管路水力计算的方法。

此类题目一般给出，上下有水面差H，管径，管长，沿程阻力系数，进口、弯管处局部水头损失系数，不给出管道出口的局部水头损失系数。

求流量、虹吸管最大负压。

5．注意本章内容和其它内容的联系、综合运用问题。（如：课后习题）

6．了解水击现象。

第十章 量纲分析和相似原理

基本知识点：

1．量纲（因次）和量纲（因次）分析法

2．相似原理

3．相似准则，重力相似准则，粘性力相似准则。

4．模型率的选择及模型的设计。

考核要求：

1．理解相似原理，掌握几何相似、运动相似、动力相似的概念；

2．了解相似准则，理解重力相似准则和粘性力相似准则；

3. 掌握相似准则选择的方法，能把模型中量测的各种参数换算到原型。（选择题）

第六章 气体射流

基本要求：

理解气体射流的形成和特征；

掌握(会选择公式)等温和不等密度射流的计算方法。

重点与难点：

气体射流的形成和特征；等温射流的计算方法。

第七章 不可压缩流体动力学基础

基本要求：

了解流体微团运动形式；

了解粘性流体的N—S方程及其各项的物理意义；

理解有势流动和有旋流动，有势流动的条件；

理解并能证明不可压缩流体的连续性方程。

重点与难点：

重点：有势流动的条件；理解并能证明不可压缩流体的连续性方程。

难点：证明不可压缩流体的连续性方程，特别是极坐标系下的证明。

第八章 绕流运动

基本要求：

了解边界层的动量方程及其应用； 掌握速度场的势函数和流函数的求法，能熟练用于两坐标系中的各种问题求解；

掌握势流叠加原理及其应用；

理解边界层（附面层）的概念和特征，附面层分离的原因及绕流阻力，掌握悬浮速度的计算。

重点与难点：

重点：速度场的势函数和流函数的求法，能熟练用于两坐标系中的各种问题求解；势流叠加原理及其应用；掌握悬浮速度的计算。

难点：速度场的势函数和流函数的求法，能熟练用于两坐标系中的各种问题求解；势流叠加原理及其应用。

第九章 一元可压缩气体流动动力学基础

基本要求：

掌握理想可压缩气体一元流动的运动方程和连续性方程及其应用；

理解音速，马赫数，滞止参数等概念；

掌握等截面圆管等温和绝热流动参量变化的定性关系。

重点与难点：

重点：等截面圆管等温和绝热流动参量变化的定性关系。

难点：音速，马赫数，滞止参数等概念；等截面圆管等温和绝热流动参量变化的定性关系。