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西南石油大學工程流體力學2020年碩士研究生招生專業課考試大綱
考試科目名稱：工程流體力學
一、考試性質
工程流體力學是碩士研究生入學考試科目之一，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，科學、公平、準確、規范地測評考生的相關基礎知識掌握水平，考生分析問題和解決問題及綜合知識運用能力。應考人員應根據本大綱的內容和要求自行組織學習內容和掌握有關知識。
本大綱主要包括本大綱主要包括流體及其主要物理性質、流體靜力學、流體運動學、流體動力學、量綱分析與相似原理、流動阻力與水頭損失、管路的水力計算、一元非恒定流、理想不可壓縮流體平面勢流、氣體的一元恒定流動和非牛頓流體的流動等內容。考生應系統的掌握流體力學的基本概念、基本理論、基本計算方法。
二、考試主要內容
（一）流體及其主要物理性質
1、基本要求
了解流體的概念及特性；正確理解流體連續介質模型；掌握流體的主要物理性質，特別是粘性和牛頓內摩擦定律；正確理解理想流體和實際流體、不可壓縮流體和可壓縮流體的概念；會分析作用在流體上的力。
2、考試范圍
1） 流體的概念與連續介質模
2） 流體主要物理性質
3） 作用在流體上的力
3、考核知識點
1）流體的定義及特性；
2）流體的主要物理性質：流體的密度和相對密度、流體的壓縮性和膨脹性 、流體的粘性及表面張力；
3）分析作用在流體上的力。
4、考核要求
1） 識記
(1) 流體的特性；
(2) 流體的密度和相對密度、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） 領會
(1) 不可壓縮流體的概念；
(2) 連續介質模型、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) 牛頓內摩擦定理；
(5)質量力和表面力。
3） 簡單應用
(1) 運動粘度和動力粘度的關系；
(2) 牛頓內摩擦力的計算；
(3) 流體的壓縮性和膨脹性的計算；
4） 綜合應用
(1) 會分析作用在流體上的力；
(2) 粘性阻力的計算分析。
（二）流體靜力學
1、基本要求
掌握流體靜壓強及其特性；了解流體平衡微分方程建立的思路和過程；掌握等壓面的方程和等壓面的性質；了解靜力學基本方程式的推導過程和方程的意義及適用條件；掌握壓力的測量標準及壓力的單位；了解測壓計的原理，掌握測壓管和比壓計測量一點的壓力和比較兩點壓差的方法；了解等加速水平運動容器中流體的相對平衡、等角速度旋轉容器中流體的相對平衡。掌握靜止流體作用在平面上的總壓力及作用點的計算方法；掌握靜止流體作用在曲面上的總壓力及作用點的計算方法；
2、考試范圍
1）靜止壓強及其性質
2）流體平衡微分方程
3）重力作用下流體靜壓強分布
4）液體的相對平衡
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、考核知識點
1）流體靜壓強及其特性；
2）等壓面的方程和等壓面的性質；
3）靜力學基本方程式的幾何意義、物理意義及適用條件；
4）用測壓管和比壓計測量一點的壓力和比較兩點的壓差；
5）等加速水平運動容器中流體的相對平衡、等角速度旋轉容器中流體的相對平衡；
6）靜止流體作用在平面上的總壓力及作用點；
7）靜止流體作用在曲面上的總壓力及作用點。
4、考核要求
1）識記
(1) 流體靜壓強及其特性；
(2) 等壓面的定義和等壓面的性質；
(3) 絕對壓力、相對壓力、真空壓力的定義和它們之間的關系；
(4) 絕對靜止、相對靜止；
(5) 壓力體。
2)領會
(1) 流體平衡微分方程建立的思路和過程；
(2) 靜力學基本方程式的推導過程；
(3) 靜止流體作用在平面上的總壓力及作用點的計算方法；
(4) 靜止流體作用在曲面上的總壓力及作用點的計算方法。
3)簡單應用
(1)已知質量力求等壓面方程；
(2)已知質量力求靜壓力的分布規律；
(3) 計算靜止液體中任一點的靜壓力；
(4) 計算靜止液體中兩點的壓差；
(5) 畫壓力體。
4)綜合應用
(1) 應用靜力學基本方程式計算靜止流體作用在平面上的總壓力及作用點；
(2) 應用靜力學基本方程式計算靜止流體作用在曲面上的總壓力及作用點。
（三）流體運動學
1、基本要求
了解研究流體運動的兩種方法； 掌握流體運動的基本概念；掌握連續性方程、了解流體微團運動分析。
2、考試范圍
1）描述流體運動的兩種方法；
2）流體運動的幾何描述；
3）流體運動的分類 ；
4）流體運動的基本概念；
5）連續性微分方程；
6）流體微團的運動分析。
3、考核知識點
1） 研究流體運動的兩種方法；
2 ）流體運動的基本概念；
3）恒定流動的連續性方程；
4）流體微團運動分析
4、考核要求
1） 識記
(1) 研究流體運動的兩種方法；
(2) 流體運動的基本概念：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) 流體微團運動的三種形式。
2） 領會
(1) 連續性微分方程的物理意義；
(2) 體積膨脹速率的物理意義；
3）簡單應用
(1) 歐拉法中加速度的計算；
(2) 體積流量和重量流量的轉換；
(3) 已知流量求斷面的平均流速；
（4）已知速度場求流線方程；
（5）線變形、角變形和旋轉角速度的計算。
（四）流體動力學
1、基本要求
掌握理想流體運動的伯努利方程、實際流體總流的伯努利方程及其應用；掌握泵的揚程、有效功率的計算；掌握穩定流的動量方程及其應用。
2、考試范圍
1） 理想流體運動微分方程及伯努利方程;
2） 實際流體總流的伯努利方程及其應用;
3） 泵對液流能量的增加;
4）雷諾輸運定理;
5) 恒定總流的動量方程及其應用;
6) 恒定總流動量矩方程。
3、考核知識點
1） 理想流體運動的伯努利方程式、實際流體總流的伯努利方程式的意義及適用條件；伯努利方程式的應用；
2） 水頭線；
3） 泵的揚程、有效功率；
4）動量方程及其應用；
5）恒定總流動量矩方程及其應用。
4、考核要求
1）識記
(1) 泵的揚程、有效功率；
(2) 系統、控制體；
2）領會
(1) 理想流體伯努方程的幾何意義和物理意義；
(2) 理想流體運動的伯努利方程、實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、伯努利方程式的應用注意事項；
(4) 動能修正系數和動量修正系數的物理意義。
3）簡單應用
(1) 泵的揚程、有效功率的計算；
(2) 水頭線的繪制。
4）綜合應用
(1) 伯努利方程在工程中的應用計算；
(2) 動量方程在工程中的應用計算；
（五）量綱分析與相似原理
1、基本要求
掌握量綱分析法，掌握力學相似概念和主要相似準則的意義及用途；
2、考試范圍
1）量綱分析；
2）相似原理；
3）模型實驗。
3、考核知識點
1）瑞利法、π定理；
2）相似原理；
3）模型實驗。
4、考核要求
1）識記
(1) 物理量的量綱、量綱的齊次性；
(2) 幾何相似 運動相似 動力相似；
(3) Ne數、Re數 、Fr數 、Er數的物理意義；
2）領會
(1) 瑞利法、π定理；
(2) 模型設計及相似律的選擇。
3）簡單應用
(1) 瑞利法、π定理的求解步驟；
(2) 模型設計及相似律的選擇；
（六）流動阻力與水頭損失
1、基本要求
了解流動阻力產生的原因及分類；掌握流體運動的兩種流動狀態及其判別標準；了解實際流體運動方程式（納維—司托克斯方程式）的建立過程，掌握圓管中層流的流動規律；了解紊流的產生原因，了解紊流的運動參數的特點，了解雷諾方程的推導過程及雷諾應力；了解影響沿程阻力系數的因素，熟練掌握沿程水頭損失和局部水頭損失的計算方法；
2、考試范圍
1） 管路中流動阻力的成因及分類；
2） 流體運動的兩種流態及判別標準；
3） 粘性流體的運動方程；
4） 圓管中的層流流動；
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、考核知識點
1）流動阻力產生的根本原因；流動阻力的分類；
2）流體運動的兩種流動狀態及其流態的判別標準；
3）實際流體運動方程式（納維—司托克斯方程式）的應用；
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λ的計算；沿程水頭損失及局部水頭損失的計算。
4、考核要求
1）識記
(1) 水力半徑；沿程阻力、局部阻力；
(2) 雷諾應力；水力光滑、水力粗糙。
2）領會
(1) 流動阻力產生的根本原因；
(2) 流態的判別標準為何用雷諾數而不用臨界流速；
(3) 紊流流態的劃分；
3）簡單應用
(1) 流態的判別；
(2) 沿程阻力系數λ的計算；
(3) 局部水力摩阻的計算。
4）綜合應用
(1) 由實際流體運動方程式（納維—司托克斯方程式）求解流體運動的速度；
(2) 沿程水頭損失和局部水頭損失的計算；
（七）壓力管路的水力計算
1、基本要求
理解長管、短管的概念，掌握串聯、并聯、分支管路的水力特性；掌握簡單長管、復雜長管及短管的水力計算；掌握孔口、管嘴的水力計算。
2、考試范圍
1） 管路系統的分類；
2） 簡單長管的水力計算；
3） 復雜長管的水力計算；
4） 短管的水力計算；
5） 孔口和管嘴泄流。
3、考核知識點
1）管路特性曲線；
2）長管、短管的水力計算；
3）孔口和管嘴泄流。
4、考核要求
1）識記
(1) 長管、短管；管路特性曲線；
(2) 串聯管路、并聯管路、分支管路；
(3) 綜合阻力系數；
(4) 孔口的收縮系數；
(5) 流速系數、流量系數的物理意義；
2）領會
(1) 三類水力計算問題；
(2) 綜合阻力系數的計算；
(3) 流量系數與流速系數、孔口的收縮系數的關系；
(4) 為何管嘴出流比孔口出流流量大。
3）簡單應用
(1) 簡單長管的第一類水力計算問題；
(2) 串聯管路、并聯管路級分支管路的水力計算。
4）綜合應用
(1) 簡單長管的第一、第二類水力計算問題；
(2) 串并聯管路的水力計算；
(3)串并聯管路在長輸管路中的應用。
（八）一元非恒定流
1、基本要求
了解一元不穩定流的基本方程；了解管路中水擊現象，能夠進行水擊壓力計算；了解變水頭泄流與排空的水力計算。
2、考試范圍
1） 一元非恒定流動基本方程；
2） 水擊現象；
3） 變水頭泄流與排空。
3、考核知識點
1）慣性水頭；
2）相長；直接水擊、間接水擊；
3）正反射、負反射；
4、考核要求
1）識記
(1) 相長、直接水擊、間接水擊；
(2) 正反射、負反射；
2）領會
(1) 慣性水頭的物理意義；
(2) 水擊現象的成因、水擊的傳播和反射；
3）簡單應用
(1) 相長的計算；
(2) 水擊波傳播速度的計算；
(3) 最大水擊壓力的計算。
4）綜合應用
(1) 變水頭泄流及排空時間的計算。
（九）理想不可壓縮流體平面勢流
1、基本要求
了解勢流和渦流的概念，對平面勢流能確定流體的速度勢及流函數。
2、考試范圍
1）勢流和渦流；
2）平面勢流。
3、考核知識點
1） 勢流和渦流
2）速度勢及流函數；
4、考核要求
1）識記
(1) 勢流和渦流的定義；
2）領會
(1) 渦量、速度環量；
3）簡單應用
(1) 已知速度分量求速度勢和流函數；
(2) 已知速度勢求流函數；
(3) 已知流函數求速度勢
（十）氣體的一元恒定流動
1、基本要求
掌握可壓縮流體一元恒定流動的基本方程；正確理解壓力波的傳播、聲速和馬赫數的概念；掌握完全氣體做一元等熵恒定流動時滯止狀態下滯止參數與靜參的關系、臨界狀態下臨界參數與滯止參數的關系；了解極限速度與速度系數的概念；了解可壓縮流體在變截面管中的流動；了解實際氣流的等截面管流。
2、考試范圍
1） 氣體一元恒定流動基本方程；
2）聲速、馬赫數及微小擾動在空氣中的傳播；
3） 氣體的參考狀態、速度系數；
4） 絕熱氣流的壓縮性影響；
5） 氣體動力學函數及其應用；
6） 激波的基本概念；
7） 變截面管中的等熵流動；
8） 實際氣流在等截面管道中的恒定流動。
3、考核知識點
1）氣體動力學諸方程；
2）聲速；馬赫數；速度系數；
3）滯止參數與靜參的關系；臨界參數與滯止參數的關系；
4）截面積變化對氣流運動的影響；
5）漸縮噴管的流動特征；
6）拉瓦爾噴管的流動特征。
4、考核要求
1）識記
(1) 聲速的概念及其物理意義；
(2) 馬赫數的概念及其物理意義；
(3) 滯止狀態與滯止參數；
(4) 臨界狀態與臨界參數。
2）領會
(1) 聲速的物理意義；
(2) 馬赫數的物理意義；
(3) 引入速度系數的意義。
3）簡單應用
(1) 聲速的計算；
(2) 狀態方程的應用；
(3) 滯止參數與靜參的關系計算；
(4) 臨界參數與滯止參數的關系計算。
4）綜合應用
(1) 漸縮噴管的流動特征及其工況分析；
(2) 拉瓦爾噴管的流動特征及其工況分析。
（十一）非牛頓流體的流動
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規律；了解冪律流體和賓漢流體的流變參數測定原理。
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、賓漢流體的流動規律；
3）非牛頓流體流變參數的測定。
3、考核知識點
1）非牛頓流體的基本概念；
2）純粘性無時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、圓管紊流時的水力計算；
4）非牛頓流體流變測量的特點。
4、考核要求
1）識記
(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；
2）領會
(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；
(3) 冪律流體、賓漢流體流態的劃分及判斷；
(4) 非牛頓流體流變測量的特點；
(5) 旋轉粘度計的工作原理。
3）簡單應用
（1） 掌握塑性流體靜切力的計算；
（2）了解冪律流體、賓漢流體做圓管層流、圓管紊流時的水頭損失計算；
三、考試形式和試卷結構
1、考試時間和分值
考試時間為180分鐘，試卷滿分為150分。
2、考試題型結構
（1）填空題：根據題目內容填上一個正確答案。
（2）判斷題：根據題目內容判斷其描述問題的正確性。
（3）簡答題：根據題目要求，簡要回答問題。
（4）計算題：通過已知參數計算或推導出結果。
四、參考書目
《工程流體力學》陳小榆，石油工業出版社
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