西南石油大學(xué)901工程流體力學(xué)考試大綱

1、附件2：工程流體力學(xué)科目考試大綱一、考試性質(zhì)工程流體力學(xué)是碩士研究生入學(xué)考試科目之一，是碩士研究生招生院校自行命題的選拔性考試。本考試大綱的制定力求反映招生類型的特點(diǎn)，科學(xué)、公平、準(zhǔn)確、規(guī)范地測(cè)評(píng)考生的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)掌握水平，考生分析問題和解決問題及綜合知識(shí)運(yùn)用能力。應(yīng)考人員應(yīng)根據(jù)本大綱的內(nèi)容和要求自行組織學(xué)習(xí)內(nèi)容和掌握有關(guān)知識(shí)。本大綱主要包括流體及其主要物理性質(zhì)、流體靜力學(xué)、流體運(yùn)動(dòng)學(xué)、流體動(dòng)力學(xué)、量綱分析與相似原理、流動(dòng)阻力與水頭損失、管路的水力計(jì)算、一元非恒定流、理想不可壓縮流體平面勢(shì)流、氣體的一元恒定流動(dòng)和非牛頓流體的流動(dòng)等內(nèi)容?？忌鷳?yīng)系統(tǒng)的掌握流體力學(xué)的基本概念、基本理論、基本計(jì)算方法

2、。二、評(píng)價(jià)目標(biāo)(1)要求考生具有較全面的關(guān)于流體力學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)。(2)要求考生具有較高的分析問題和解決問題的能力。(3)要求考生具有較強(qiáng)的綜合知識(shí)運(yùn)用能力。三、考試內(nèi)容（一）流體及其主要物理性質(zhì)1、基本要求了解流體的概念及特性；正確理解流體連續(xù)介質(zhì)模型；掌握流體的主要物理性質(zhì)，特別是粘性和牛頓內(nèi)摩擦定律；正確理解理想流體和實(shí)際流體、不可壓縮流體和可壓縮流體的概念；會(huì)分析作用在流體上的力。2、考試范圍1） 流體的概念與連續(xù)介質(zhì)模2） 流體主要物理性質(zhì)3） 作用在流體上的力3、考核知識(shí)點(diǎn)1）流體的定義及特性；2）流體的主要物理性質(zhì)：流體的密度和相對(duì)密度、流體的壓縮性和膨脹性 、流體的粘性及表面張力

3、；3）分析作用在流體上的力。4、考核要求1） 識(shí)記(1) 流體的特性；(2) 流體的密度和相對(duì)密度、流體的壓縮性和膨脹性 、流體的粘性及表面張力的定義及這些物理量的單位。2） 領(lǐng)會(huì)(1) 不可壓縮流體的概念；(2) 連續(xù)介質(zhì)模型、不可壓縮流體模型、理想流體模型；(3) 速度梯度的物理意義；(4) 牛頓內(nèi)摩擦定理；(5)質(zhì)量力和表面力。3） 簡(jiǎn)單應(yīng)用(1) 運(yùn)動(dòng)粘度和動(dòng)力粘度的關(guān)系；(2) 牛頓內(nèi)摩擦力的計(jì)算；(3) 流體的壓縮性和膨脹性的計(jì)算；4） 綜合應(yīng)用(1) 會(huì)分析作用在流體上的力；(2) 粘性阻力的計(jì)算分析。（二）流體靜力學(xué)1、基本要求掌握流體靜壓強(qiáng)及其特性；了解流體平衡微分方程建立的

4、思路和過(guò)程；掌握等壓面的方程和等壓面的性質(zhì)；了解靜力學(xué)基本方程式的推導(dǎo)過(guò)程和方程的意義及適用條件；掌握壓力的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)及壓力的單位；了解測(cè)壓計(jì)的原理，掌握測(cè)壓管和比壓計(jì)測(cè)量一點(diǎn)的壓力和比較兩點(diǎn)壓差的方法；了解等加速水平運(yùn)動(dòng)容器中流體的相對(duì)平衡、等角速度旋轉(zhuǎn)容器中流體的相對(duì)平衡。掌握靜止流體作用在平面上的總壓力及作用點(diǎn)的計(jì)算方法；掌握靜止流體作用在曲面上的總壓力及作用點(diǎn)的計(jì)算方法；2、考試范圍1）靜止壓強(qiáng)及其性質(zhì)2）流體平衡微分方程3）重力作用下流體靜壓強(qiáng)分布4）液體的相對(duì)平衡5）靜止液體作用于平面上的總壓力6）靜止液體作用于曲面上的總壓力3、考核知識(shí)點(diǎn)1）流體靜壓強(qiáng)及其特性；2）等壓面的方程和等

5、壓面的性質(zhì)；3）靜力學(xué)基本方程式的幾何意義、物理意義及適用條件；4）用測(cè)壓管和比壓計(jì)測(cè)量一點(diǎn)的壓力和比較兩點(diǎn)的壓差；5）等加速水平運(yùn)動(dòng)容器中流體的相對(duì)平衡、等角速度旋轉(zhuǎn)容器中流體的相對(duì)平衡；6）靜止流體作用在平面上的總壓力及作用點(diǎn)；7）靜止流體作用在曲面上的總壓力及作用點(diǎn)。4、考核要求1）識(shí)記(1) 流體靜壓強(qiáng)及其特性；(2) 等壓面的定義和等壓面的性質(zhì)；(3) 絕對(duì)壓力、相對(duì)壓力、真空壓力的定義和它們之間的關(guān)系；(4) 絕對(duì)靜止、相對(duì)靜止；(5) 壓力體。2)領(lǐng)會(huì)(1) 流體平衡微分方程建立的思路和過(guò)程；(2) 靜力學(xué)基本方程式的推導(dǎo)過(guò)程；(3) 靜止流體作用在平面上的總壓力及作用點(diǎn)的計(jì)算方

6、法；(4) 靜止流體作用在曲面上的總壓力及作用點(diǎn)的計(jì)算方法。3)簡(jiǎn)單應(yīng)用(1)已知質(zhì)量力求等壓面方程；(2)已知質(zhì)量力求靜壓力的分布規(guī)律；(3) 計(jì)算靜止液體中任一點(diǎn)的靜壓力；(4) 計(jì)算靜止液體中兩點(diǎn)的壓差；(5) 畫壓力體。4)綜合應(yīng)用(1) 應(yīng)用靜力學(xué)基本方程式計(jì)算靜止流體作用在平面上的總壓力及作用點(diǎn)；(2) 應(yīng)用靜力學(xué)基本方程式計(jì)算靜止流體作用在曲面上的總壓力及作用點(diǎn)。（三）流體運(yùn)動(dòng)學(xué)1、基本要求了解研究流體運(yùn)動(dòng)的兩種方法； 掌握流體運(yùn)動(dòng)的基本概念；掌握連續(xù)性方程、了解流體微團(tuán)運(yùn)動(dòng)分析。2、考試范圍1）描述流體運(yùn)動(dòng)的兩種方法；2）流體運(yùn)動(dòng)的幾何描述；3）流體運(yùn)動(dòng)的分類 ；4）流體運(yùn)動(dòng)的

7、基本概念；5）連續(xù)性微分方程；6）流體微團(tuán)的運(yùn)動(dòng)分析。3、考核知識(shí)點(diǎn)1） 研究流體運(yùn)動(dòng)的兩種方法；2 ）流體運(yùn)動(dòng)的基本概念；3）恒定流動(dòng)的連續(xù)性方程；4）流體微團(tuán)運(yùn)動(dòng)分析4、考核要求1） 識(shí)記(1) 研究流體運(yùn)動(dòng)的兩種方法；(2) 流體運(yùn)動(dòng)的基本概念：恒定流和非恒定流、跡線和流線、 流管、流束和總流、 有效斷面、流量和平均流速；(3) 流體微團(tuán)運(yùn)動(dòng)的三種形式。2） 領(lǐng)會(huì)(1) 連續(xù)性微分方程的物理意義；(2) 體積膨脹速率的物理意義；3）簡(jiǎn)單應(yīng)用(1) 歐拉法中加速度的計(jì)算；(2) 體積流量和重量流量的轉(zhuǎn)換；(3) 已知流量求斷面的平均流速；（4）已知速度場(chǎng)求流線方程；（5）線變形、角變形和旋

8、轉(zhuǎn)角速度的計(jì)算。（四）流體動(dòng)力學(xué)1、基本要求掌握理想流體運(yùn)動(dòng)的伯努利方程、實(shí)際流體總流的伯努利方程及其應(yīng)用；掌握泵的揚(yáng)程、有效功率的計(jì)算；掌握穩(wěn)定流的動(dòng)量方程及其應(yīng)用。2、考試范圍1） 理想流體運(yùn)動(dòng)微分方程及伯努利方程;2） 實(shí)際流體總流的伯努利方程及其應(yīng)用;3） 泵對(duì)液流能量的增加;4）雷諾輸運(yùn)定理;5) 恒定總流的動(dòng)量方程及其應(yīng)用;6) 恒定總流動(dòng)量矩方程。3、考核知識(shí)點(diǎn)1） 理想流體運(yùn)動(dòng)的伯努利方程式、實(shí)際流體總流的伯努利方程式的意義及適用條件；伯努利方程式的應(yīng)用；2） 水頭線；3） 泵的揚(yáng)程、有效功率；4）動(dòng)量方程及其應(yīng)用；5）恒定總流動(dòng)量矩方程及其應(yīng)用。4、考核要求1）識(shí)記(1) 泵

9、的揚(yáng)程、有效功率；(2) 系統(tǒng)、控制體；2）領(lǐng)會(huì)(1) 理想流體伯努方程的幾何意義和物理意義；(2) 理想流體運(yùn)動(dòng)的伯努利方程、實(shí)際流體總流的伯努利方程的適用條件；(3) 水頭線的變化趨勢(shì)、伯努利方程式的應(yīng)用注意事項(xiàng)；(4) 動(dòng)能修正系數(shù)和動(dòng)量修正系數(shù)的物理意義。3）簡(jiǎn)單應(yīng)用(1) 泵的揚(yáng)程、有效功率的計(jì)算；(2) 水頭線的繪制。4）綜合應(yīng)用(1) 伯努利方程在工程中的應(yīng)用計(jì)算；(2) 動(dòng)量方程在工程中的應(yīng)用計(jì)算；（五）量綱分析與相似原理1、基本要求掌握量綱分析法，掌握力學(xué)相似概念和主要相似準(zhǔn)則的意義及用途；2、考試范圍1）量綱分析；2）相似原理；3）模型實(shí)驗(yàn)。3、考核知識(shí)點(diǎn)1）瑞利法、定理；

10、2）相似原理；3）模型實(shí)驗(yàn)。4、考核要求1）識(shí)記(1) 物理量的量綱、量綱的齊次性；(2) 幾何相似 運(yùn)動(dòng)相似 動(dòng)力相似；(3) Ne數(shù)、Re數(shù) 、Fr數(shù) 、Er數(shù)的物理意義；2）領(lǐng)會(huì)(1) 瑞利法、定理；(2) 模型設(shè)計(jì)及相似律的選擇。3）簡(jiǎn)單應(yīng)用(1) 瑞利法、定理的求解步驟；(2) 模型設(shè)計(jì)及相似律的選擇；（六）流動(dòng)阻力與水頭損失1、基本要求了解流動(dòng)阻力產(chǎn)生的原因及分類；掌握流體運(yùn)動(dòng)的兩種流動(dòng)狀態(tài)及其判別標(biāo)準(zhǔn)；了解實(shí)際流體運(yùn)動(dòng)方程式（納維司托克斯方程式）的建立過(guò)程，掌握?qǐng)A管中層流的流動(dòng)規(guī)律；了解紊流的產(chǎn)生原因，了解紊流的運(yùn)動(dòng)參數(shù)的特點(diǎn)，了解雷諾方程的推導(dǎo)過(guò)程及雷諾應(yīng)力；了解影響沿程阻力系

11、數(shù)的因素，熟練掌握沿程水頭損失和局部水頭損失的計(jì)算方法；2、考試范圍1） 管路中流動(dòng)阻力的成因及分類；2） 流體運(yùn)動(dòng)的兩種流態(tài)及判別標(biāo)準(zhǔn)；3） 粘性流體的運(yùn)動(dòng)方程；4） 圓管中的層流流動(dòng)；5） 紊流的理論分析；6） 圓管紊流的沿程水頭損失；7） 局部水頭損失。3、考核知識(shí)點(diǎn)1）流動(dòng)阻力產(chǎn)生的根本原因；流動(dòng)阻力的分類；2）流體運(yùn)動(dòng)的兩種流動(dòng)狀態(tài)及其流態(tài)的判別標(biāo)準(zhǔn)；3）實(shí)際流體運(yùn)動(dòng)方程式（納維司托克斯方程式）的應(yīng)用；4）圓管層流分析；5. 層流邊層、水力光滑、水力粗糙；6. 沿程阻力系數(shù)的計(jì)算；沿程水頭損失及局部水頭損失的計(jì)算。4、考核要求1）識(shí)記(1) 水力半徑；沿程阻力、局部阻力；(2) 雷諾

12、應(yīng)力；水力光滑、水力粗糙。2）領(lǐng)會(huì)(1) 流動(dòng)阻力產(chǎn)生的根本原因；(2) 流態(tài)的判別標(biāo)準(zhǔn)為何用雷諾數(shù)而不用臨界流速；(3) 紊流流態(tài)的劃分； 3）簡(jiǎn)單應(yīng)用(1) 流態(tài)的判別；(2) 沿程阻力系數(shù)的計(jì)算；(3) 局部水力摩阻的計(jì)算。4）綜合應(yīng)用(1) 由實(shí)際流體運(yùn)動(dòng)方程式（納維司托克斯方程式）求解流體運(yùn)動(dòng)的速度；(2) 沿程水頭損失和局部水頭損失的計(jì)算；（七）壓力管路的水力計(jì)算1、基本要求理解長(zhǎng)管、短管的概念，掌握串聯(lián)、并聯(lián)、分支管路的水力特性；掌握簡(jiǎn)單長(zhǎng)管、復(fù)雜長(zhǎng)管及短管的水力計(jì)算；掌握孔口、管嘴的水力計(jì)算。2、考試范圍1） 管路系統(tǒng)的分類；2） 簡(jiǎn)單長(zhǎng)管的水力計(jì)算；3） 復(fù)雜長(zhǎng)管的水力計(jì)算；

13、4） 短管的水力計(jì)算；5） 孔口和管嘴泄流。3、考核知識(shí)點(diǎn)1）管路特性曲線；2）長(zhǎng)管、短管的水力計(jì)算；3）孔口和管嘴泄流。4、考核要求1）識(shí)記(1) 長(zhǎng)管、短管；管路特性曲線；(2) 串聯(lián)管路、并聯(lián)管路、分支管路；(3) 綜合阻力系數(shù)；(4) 孔口的收縮系數(shù)；(5) 流速系數(shù)、流量系數(shù)的物理意義；2）領(lǐng)會(huì)(1) 三類水力計(jì)算問題；(2) 綜合阻力系數(shù)的計(jì)算；(3) 流量系數(shù)與流速系數(shù)、孔口的收縮系數(shù)的關(guān)系；(4) 為何管嘴出流比孔口出流流量大。3）簡(jiǎn)單應(yīng)用(1) 簡(jiǎn)單長(zhǎng)管的第一類水力計(jì)算問題；(2) 串聯(lián)管路、并聯(lián)管路級(jí)分支管路的水力計(jì)算。4）綜合應(yīng)用(1) 簡(jiǎn)單長(zhǎng)管的第一、第二類水力計(jì)算問題

14、；(2) 串并聯(lián)管路的水力計(jì)算；(3)串并聯(lián)管路在長(zhǎng)輸管路中的應(yīng)用。（八）一元非恒定流1、基本要求了解一元不穩(wěn)定流的基本方程；了解管路中水擊現(xiàn)象，能夠進(jìn)行水擊壓力計(jì)算；了解變水頭泄流與排空的水力計(jì)算。2、考試范圍1） 一元非恒定流動(dòng)基本方程；2） 水擊現(xiàn)象；3） 變水頭泄流與排空。3、考核知識(shí)點(diǎn)1）慣性水頭；2）相長(zhǎng)；直接水擊、間接水擊；3）正反射、負(fù)反射；4、考核要求1）識(shí)記(1) 相長(zhǎng)、直接水擊、間接水擊；(2) 正反射、負(fù)反射；2）領(lǐng)會(huì)(1) 慣性水頭的物理意義；(2) 水擊現(xiàn)象的成因、水擊的傳播和反射；3）簡(jiǎn)單應(yīng)用(1) 相長(zhǎng)的計(jì)算；(2) 水擊波傳播速度的計(jì)算；(3) 最大水擊壓力的

15、計(jì)算。4）綜合應(yīng)用(1) 變水頭泄流及排空時(shí)間的計(jì)算。（九）理想不可壓縮流體平面勢(shì)流1、基本要求了解勢(shì)流和渦流的概念，對(duì)平面勢(shì)流能確定流體的速度勢(shì)及流函數(shù)。2、考試范圍1）勢(shì)流和渦流；2）平面勢(shì)流。3、考核知識(shí)點(diǎn)1） 勢(shì)流和渦流2）速度勢(shì)及流函數(shù)；4、考核要求1）識(shí)記(1) 勢(shì)流和渦流的定義；2）領(lǐng)會(huì)(1) 渦量、速度環(huán)量；3）簡(jiǎn)單應(yīng)用(1) 已知速度分量求速度勢(shì)和流函數(shù)； (2) 已知速度勢(shì)求流函數(shù)；(3) 已知流函數(shù)求速度勢(shì)（十）氣體的一元恒定流動(dòng)1、基本要求掌握可壓縮流體一元恒定流動(dòng)的基本方程；正確理解壓力波的傳播、聲速和馬赫數(shù)的概念；掌握完全氣體做一元等熵恒定流動(dòng)時(shí)滯止?fàn)顟B(tài)下滯止參數(shù)與

16、靜參的關(guān)系、臨界狀態(tài)下臨界參數(shù)與滯止參數(shù)的關(guān)系；了解極限速度與速度系數(shù)的概念；了解可壓縮流體在變截面管中的流動(dòng)；了解實(shí)際氣流的等截面管流。2、考試范圍1） 氣體一元恒定流動(dòng)基本方程；2）聲速、馬赫數(shù)及微小擾動(dòng)在空氣中的傳播；3） 氣體的參考狀態(tài)、速度系數(shù)；4） 絕熱氣流的壓縮性影響；5） 氣體動(dòng)力學(xué)函數(shù)及其應(yīng)用；6） 激波的基本概念；7） 變截面管中的等熵流動(dòng)；8） 實(shí)際氣流在等截面管道中的恒定流動(dòng)。3、考核知識(shí)點(diǎn)1）氣體動(dòng)力學(xué)諸方程；2）聲速；馬赫數(shù)；速度系數(shù)；3）滯止參數(shù)與靜參的關(guān)系；臨界參數(shù)與滯止參數(shù)的關(guān)系；4）截面積變化對(duì)氣流運(yùn)動(dòng)的影響；5）漸縮噴管的流動(dòng)特征；6）拉瓦爾噴管的流動(dòng)特征

17、。4、考核要求1）識(shí)記(1) 聲速的概念及其物理意義；(2) 馬赫數(shù)的概念及其物理意義；(3) 滯止?fàn)顟B(tài)與滯止參數(shù)；(4) 臨界狀態(tài)與臨界參數(shù)。2）領(lǐng)會(huì)(1) 聲速的物理意義；(2) 馬赫數(shù)的物理意義；(3) 引入速度系數(shù)的意義。3）簡(jiǎn)單應(yīng)用(1) 聲速的計(jì)算；(2) 狀態(tài)方程的應(yīng)用；(3) 滯止參數(shù)與靜參的關(guān)系計(jì)算；(4) 臨界參數(shù)與滯止參數(shù)的關(guān)系計(jì)算。4）綜合應(yīng)用(1) 漸縮噴管的流動(dòng)特征及其工況分析；(2) 拉瓦爾噴管的流動(dòng)特征及其工況分析。（十一）非牛頓流體的流動(dòng)1、基本要求 掌握非牛頓流體的基本概念、分類和流變方程；了解冪律流體和賓漢流體在圓管中的流動(dòng)規(guī)律；了解冪律流體和賓漢流體的流

18、變參數(shù)測(cè)定原理。2、考試范圍1）非牛頓流體的基本概念、分類和流變方程；2）冪律流體、賓漢流體的流動(dòng)規(guī)律；3）非牛頓流體流變參數(shù)的測(cè)定。3、考核知識(shí)點(diǎn)1）非牛頓流體的基本概念；2）純粘性無(wú)時(shí)變性非牛頓流體流變方程；3）冪律流體、賓漢流體做圓管層流、圓管紊流時(shí)的水力計(jì)算；4）非牛頓流體流變測(cè)量的特點(diǎn)。4、考核要求1）識(shí)記(1) 非牛頓流體；流變性；流變曲線、流變方程；(2) 剪切稀化、剪切稠化；觸變性、震凝性；(3) 管流特性參數(shù)；2）領(lǐng)會(huì)(1) 視粘度（表觀粘度）；(2) 冪律流體、賓漢流體的流變方程；綜合Re數(shù)；(3) 冪律流體、賓漢流體流態(tài)的劃分及判斷；(4) 非牛頓流體流變測(cè)量的特點(diǎn)；(5

19、) 旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)的工作原理。3）簡(jiǎn)單應(yīng)用（1） 掌握塑性流體靜切力的計(jì)算；（2）了解冪律流體、賓漢流體做圓管層流、圓管紊流時(shí)的水頭損失計(jì)算；四、考試形式和試卷結(jié)構(gòu)（一）考試時(shí)間考試時(shí)間為180分鐘。（二）答題方式答題方式為閉卷、筆試。試卷由試題和答題紙組成。答案必須寫在答題紙相應(yīng)的位置上。（三）試卷滿分及考查內(nèi)容分?jǐn)?shù)分配試卷滿分為150分。（四）試卷題型比例1、填空題（20）：根據(jù)題目?jī)?nèi)容填上一個(gè)正確答案。2、判斷題（13）：根據(jù)題目?jī)?nèi)容判斷其描述問題的正確性。3、簡(jiǎn)答題（13）根據(jù)題目要求，簡(jiǎn)要回答問題。4、計(jì)算題（54）通過(guò)已知參數(shù)計(jì)算或推導(dǎo)出結(jié)果。 五、樣卷1、填空（每小題2分，共計(jì)30分）1、液體若按其流變性可分為 流體和 流體。2、流體靜壓強(qiáng)的兩個(gè)重要特征是； 。3、等壓面微分方程式的物理意義是 。4、節(jié)流式流量計(jì)的基本原理是 。5、動(dòng)量方程的作用是 。6、流動(dòng)阻力產(chǎn)生的根本原因是 。7、納維-斯托克斯方程式的適用條件是 。8、不可壓縮流體做紊流流動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)方程又稱為 方程。9、裝卸油鶴管相當(dāng)于 管路。10、液體流入大容器時(shí)的局部阻力系數(shù)等于 。11、水擊波在管路中的傳播過(guò)程中，當(dāng)由上游反射回來(lái)的減壓波到達(dá)閥門處時(shí)會(huì)在閥門處產(chǎn)生 反射。12、已知不可壓縮流體平面流動(dòng)的速度勢(shì)，則速度分量 ， 。13、不可壓縮流體做層流流動(dòng)時(shí)的切應(yīng)力與