2021年天津大學碩士研究生入學考試考研大綱

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水力學
一、考試的總體要求
考查考生對水力學的基本概念、基本原理、基本方法以及對流體運動的一般規律、分析方法
的掌握程度，考查考生的分析問題、解決問題的能力和計算能力。
二、考試的內容及比例
1. 緒論部分（約 5﹪）
流體的慣性、質量、密度、重力、黏滯性、切應力、表面張力；主要物理量的單位和量綱（基
本量、導出量：力、切應力、動力黏滯系數或動力黏度、運動黏滯系數或運動黏度、密度、
表面張力）；連續介質、理想流體；質量力與表面力。
2. 流體靜力學（約 20﹪）
點壓強的計算、作用于平面上的靜水總壓力的計算、作用于曲面上的靜水總壓力的計算；靜
壓強分布圖、壓力體的繪制。靜壓強的特性；等壓面；絕對壓強、相對壓強、真空壓強；壓
強的表示法以及之間的換算關系；測壓管水頭。
3. 流體運動學和流體動力學（約 30﹪）
恒定總流的連續性方程、能量方程、動量方程的綜合運用。描述流體運動的兩種方法；跡線
與流線；恒定流與非恒定流；均勻流與非均勻流；總水頭線、測壓管水頭線；動能修正系數；
動量修正系數。歐拉法流體質點加速度的構成及表達式；如何用質點加速度判別均勻流與非
均勻流；流體微團運動的基本形式；有渦流與無渦流的判別。流體連續性微分方程的表達式；
利用連續性微分方程判斷給定流場是否存在；實際液體運動時的切應力和法向應力；N-S 方
程的表達式。流函數、勢函數、流速之間的關系。給定流速分布，分析該流體運動（恒定流
與非恒定流；均勻流與非均勻流；有渦流與無渦流；流動是否存在等）。
4. 流動阻力和能量損失（約 10﹪）
沿程水頭損失；沿程水頭損失計算公式；沿程阻力系數；水力半徑、濕周；層流和紊流；雷
諾數；紊流運動要素的瞬時值、時均值及脈動值；紊流切應力；紊動使流速分布均勻化；紊
流黏性底層；水力光滑面、過渡粗糙面、水力粗糙面；圓管層流斷面流速分布、圓管紊流斷
面流速分布、二維明渠均勻流斷面流速分布；沿程阻力系數變化規律；謝齊公式、曼寧公式、
謝齊系數與沿程阻力系數的關系；已知壁面粗糙系數（糙率），計算沿程阻力系數，進而計
算沿程水頭損失；局部水頭損失；局部水頭損失計算公式；局部阻力系數。
5. 孔口、管嘴和有壓管流（約 15﹪）
孔口、管嘴的流動特征及基本概念；測壓管水頭線與總水頭線的繪制；短管的水力計算。
6. 量綱分析與相似原理（約 10﹪）
量綱和諧性；π 定理的應用。流動相似；重力相似準則；模型設計。
7 明渠恒定流（約 5﹪）
恒定均勻流：明渠均勻流的特性、產生條件；明渠均勻流的計算公式；水力最佳斷面；均勻
流水深（正常水深）與底坡、糙率、流量的關系；計算均勻流水深的思路。
非均勻流：明渠水流的三種流態及判別方法；弗勞德數表達式及意義；斷面比能的概念；臨
界水深所應滿足的條件；矩形斷面明渠臨界水深公式；緩坡、臨界坡、陡坡。
8 堰流及閘孔出流（約 5﹪）
堰流、閘孔出流的水流特性；堰流的分類（依據、類型、標準、水流特性）；堰流的基本公
式；影響堰流的流量系數的主要因素；曲線型實用堰剖面形狀的組成；寬頂堰的淹沒條件；
閘孔出流的基本公式。
三、試卷題型及比例
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1. 判斷題（約 16 分）
例：明渠均勻流一定是恒定流（ ）
2. 選擇題（約 24 分）
例：沿程等管徑的有壓管流的測壓管水頭線的變化規律是（
）
A.沿程下降； B.沿程上升；C．沿程不變；D．沿程可升可降。
3. 繪圖題（約 10 分）
靜壓強分布圖；壓力體圖；測壓管水頭線及總水頭線。
4. 計算題（約 100 分）
（1）靜止液體中點壓強的計算；
（2）作用于平面和曲面上的靜水總壓力的計算；
（3）恒定總流的連續性方程、能量方程和動量方程的各自應用及綜合應用。
例 1：有一沿鉛垂放置的彎管如圖（這里圖略），管徑 d，斷面 1-1 與斷面 2-2 間的軸
線長度 L，兩斷面中心高差 Z，管中流量 Q，斷面 1-1 中心的動水壓強 p ，兩斷面之間水頭
1
損失為 0.1m。求水流對彎頭的作用力。解題要求：完整寫出解題過程，求解步驟必須清晰，
每一步計算結果準確。
提示：該題目強調考生的邏輯性及表述能力。因此，考生必須寫出清晰的解題步驟，
寫出每一步驟對應的或圖或公式或方程，寫出每一步驟的計算結果，寫出最后結果。
例 2：一封閉水箱（這里圖略），水的密度 1000kg/m3，水面上壓強 85kN/m2
，當地大
氣壓 98kN/m ，重力加速度 9.8m/s 。求水面下 1m 的點 C 的絕對壓強、相對壓強和真空壓
2
2
強。解題要求：直接寫出絕對壓強、相對壓強和真空壓強的結果。
提示：該題目強調考生對結果準確性的掌控能力。因此，考生必須嚴格按題目的參數
計算，答題紙上不寫計算過程只寫結果，結果對了得分，錯了不得分。
解：C 點絕對壓強為 94.8kN/m2
，，，，，，，，，，，，
，，，
，，，相對壓強為-3.2kN/m2，真空壓強為 3.2kN/m2
。
四、考試形式及時間
考試形式為筆試，考試時間 3 小時。
五、參考書
1.水力學（第二版），高學平主編，中國建筑工業出版社，2018
2.水力學，高學平主編，中國水利水電出版社，2019