2020年流體力學考試大綱

考試形式和試卷結構

一、試卷滿分及考試時間

試卷滿分為150分，考試時間為180分鐘．

二、試卷題型結構

填空題                           20個空，每空1分，共20分

簡答題                           5小題，每題6分，共30分

單項選擇題                       20小題，每小題2分，共40分

計算題                           4小題，每小題15分，共60分

考試內容及要求

一、流體及其主要物理性質

考試內容

緒論；流體及連續介質模型假設、流體質點；密度及可壓縮性； 流體粘性；作用在流體上的力。

考試要求

1.  了解流體力學歷史，進展，應用領域、研究方法和工程背景；

2.  正確理解流體和連續介質假設、流體質點；

3.  理解和掌握流體的粘性及可壓縮性等相關概念；

4.  掌握牛頓內摩擦定律，密度、體積彈性模量、表面力和質量力等的有關計算。

二、流體靜力學

考試內容

流體靜壓強及特性；流體平衡微分方程；重力場靜止流體壓強分布；壓強測量；相對靜止流體內壓強分布；流體靜壓力。

考試要求

1.  掌握流體靜壓強特性、靜止流體平衡微分方程；

2.  掌握重力場中靜止不可壓縮流體內的壓強計算；

3.  掌握絕對壓強、相對壓強及真空壓強等概念以及液柱式測壓計特點和計算；

4.  掌握相對平衡流體內壓強分布計算方法，作用在平面上流體靜壓力的計算方法。

三、流體運動基礎

考試內容

描述流體運動兩種方法 ；流線、跡線和脈線（染色線）；物質導數；流體微團運動分析；連續方程。

考試要求

1.  正確理解和掌握拉格朗日法和歐拉法，場及其相關概念；

2.  掌握跡線、流線概念及方程，了解脈線和流管概念；

3.  掌握物質導數的概念和計算；

4.  掌握流體微團運動的構成以及線變形率、剪切變形率和旋轉角速度的表達式；

5.  熟悉連續方程，掌握一維流動連續方程。

四、理想流體運動基礎

考試內容

理想流體歐拉運動方程；伯努利方程；伯努利方程應用。

考試要求

1.  掌握直角坐標系下歐拉方程，了解圓柱坐標系下歐拉方程；

2.  理解伯努利方程及各項的物理及幾何意義，理解靜壓強、動壓強和滯止壓強（總壓）等概念

3.  熟練掌握和應用理想流體沿流線伯努利方程；

五．粘性流體運動基礎

考試內容

粘性流體中的力；納維-斯托克斯方程；圓管內泊肅葉流動；湍流概述；雷諾應力和雷諾方程；圓管湍流。

考試要求

1.  熟悉粘性流體的應力張量，本構方程；

2.  熟悉納維-斯托克斯方程，初始條件和邊界條件；

3.  熟悉粘性流體流動的兩種狀態：層流和湍流，臨界雷諾數；

4.  了解圓管內泊肅葉流動解析解的求解方法，掌握圓管內層流的流動特性；

5.  了解湍流的基本特性、湍流時均化表示方法，熟悉雷諾應力概念，了解混合長度理論；

6.  熟悉光滑圓管湍流速度和切應力分布特性。

六．流體動力學的積分方程分析

考試內容

雷諾輸運定理；連續方程；能量方程；動量方程；動量方程應用。

考試要求

1、 熟悉系統、控制體概念及特性，雷諾輸運方程及各項含義；

2、 掌握積分型連續方程和動量方程，熟練其與伯努利方程的綜合應用；

3、 了解能量方程、掌握流體總流伯努利方程；

4、 理解動能修正系數、動量修正系數、緩變流等概念。

七．量綱分析與相似定理

考試內容

量綱分析；泊金漢π定理；動力相似；模型實驗。

考試要求：

1、 理解量綱概念、了解量綱和諧原理、掌握量綱分析法和泊金漢π定理；

2、 掌握動力相似及常用相似準則數；

3、 了解模型實驗。

八．勢流

考試內容

勢流、勢函數及流函數、勢流伯努利方程；平面勢流；基本勢流及疊加；柱體繞流。

考試要求

1、 掌握勢流概念、勢流伯努利方程、勢函數、流函數及柯西—黎曼條件；

2、 掌握速度、勢函數和流函數之間相互求解；

3、 在掌握平面基本勢流的基礎上學會求解圓柱繞流問題。

九．管道內流動

考試內容

充分發展流動；沿程水力損失計算；非圓管道；局部水力損失計算；簡單管路計算。

考試要求

1、 了解起始段和充分發展流動特點；

2、 掌握水力直徑定義及計算；

3、 熟練掌握粘性流動總流的伯努利方程，沿程損失和局部損失產生原因及計算；

4、 熟練掌握單管、并聯和串聯管的水力計算。

十．繞流物體的粘性不可壓縮流動

考試內容

邊界層概念及特性；邊界層微分方程；邊界層動量積分方程及對平壁邊界層求解；邊界層分離

考試要求

1、 正確理解邊界層概念和特點，熟悉邊界層微分方程和動量積分方程；

2、 掌握運用動量積分方程求解順流平壁層流、湍流邊界層和混合邊界層；

3、 了解平壁層流、湍流邊界層的特性，掌握平壁邊界層參數分布特性及計算。

4、 掌握曲壁邊界層特點和分離現象。

十一.可壓縮流動基礎

考試內容

可壓縮流動基本概念；基本方程；參考狀態；一維定常等熵流動；正激波；幾何噴管中的流動。

考試要求

1、 熟悉微弱擾動波的傳播過程和區域，掌握音速的概念及計算公式；

2、 熟練掌握定常一元等熵氣流的特性及計算，以及設計工況時的噴管流動計算；

3、 了解變噴管工況下流動特性；

4、 了解激波的形成機理，掌握正激波兩側氣流參數的變化特性和計算。