2020年流体力学考试大纲

考试形式和试卷结构

一、试卷满分及考试时间

试卷满分为150分，考试时间为180分钟．

二、试卷题型结构

填空题                           20个空，每空1分，共20分

简答题                           5小题，每题6分，共30分

单项选择题                       20小题，每小题2分，共40分

计算题                           4小题，每小题15分，共60分

考试内容及要求

一、流体及其主要物理性质

考试内容

绪论；流体及连续介质模型假设、流体质点；密度及可压缩性； 流体粘性；作用在流体上的力。

考试要求

1.  了解流体力学历史，进展，应用领域、研究方法和工程背景；

2.  正确理解流体和连续介质假设、流体质点；

3.  理解和掌握流体的粘性及可压缩性等相关概念；

4.  掌握牛顿内摩擦定律，密度、体积弹性模量、表面力和质量力等的有关计算。

二、流体静力学

考试内容

流体静压强及特性；流体平衡微分方程；重力场静止流体压强分布；压强测量；相对静止流体内压强分布；流体静压力。

考试要求

1.  掌握流体静压强特性、静止流体平衡微分方程；

2.  掌握重力场中静止不可压缩流体内的压强计算；

3.  掌握绝对压强、相对压强及真空压强等概念以及液柱式测压计特点和计算；

4.  掌握相对平衡流体内压强分布计算方法，作用在平面上流体静压力的计算方法。

三、流体运动基础

考试内容

描述流体运动两种方法 ；流线、迹线和脉线（染色线）；物质导数；流体微团运动分析；连续方程。

考试要求

1.  正确理解和掌握拉格朗日法和欧拉法，场及其相关概念；

2.  掌握迹线、流线概念及方程，了解脉线和流管概念；

3.  掌握物质导数的概念和计算；

4.  掌握流体微团运动的构成以及线变形率、剪切变形率和旋转角速度的表达式；

5.  熟悉连续方程，掌握一维流动连续方程。

四、理想流体运动基础

考试内容

理想流体欧拉运动方程；伯努利方程；伯努利方程应用。

考试要求

1.  掌握直角坐标系下欧拉方程，了解圆柱坐标系下欧拉方程；

2.  理解伯努利方程及各项的物理及几何意义，理解静压强、动压强和滞止压强（总压）等概念

3.  熟练掌握和应用理想流体沿流线伯努利方程；

五．粘性流体运动基础

考试内容

粘性流体中的力；纳维-斯托克斯方程；圆管内泊肃叶流动；湍流概述；雷诺应力和雷诺方程；圆管湍流。

考试要求

1.  熟悉粘性流体的应力张量，本构方程；

2.  熟悉纳维-斯托克斯方程，初始条件和边界条件；

3.  熟悉粘性流体流动的两种状态：层流和湍流，临界雷诺数；

4.  了解圆管内泊肃叶流动解析解的求解方法，掌握圆管内层流的流动特性；

5.  了解湍流的基本特性、湍流时均化表示方法，熟悉雷诺应力概念，了解混合长度理论；

6.  熟悉光滑圆管湍流速度和切应力分布特性。

六．流体动力学的积分方程分析

考试内容

雷诺输运定理；连续方程；能量方程；动量方程；动量方程应用。

考试要求

1、 熟悉系统、控制体概念及特性，雷诺输运方程及各项含义；

2、 掌握积分型连续方程和动量方程，熟练其与伯努利方程的综合应用；

3、 了解能量方程、掌握流体总流伯努利方程；

4、 理解动能修正系数、动量修正系数、缓变流等概念。

七．量纲分析与相似定理

考试内容

量纲分析；泊金汉π定理；动力相似；模型实验。

考试要求：

1、 理解量纲概念、了解量纲和谐原理、掌握量纲分析法和泊金汉π定理；

2、 掌握动力相似及常用相似准则数；

3、 了解模型实验。

八．势流

考试内容

势流、势函数及流函数、势流伯努利方程；平面势流；基本势流及叠加；柱体绕流。

考试要求

1、 掌握势流概念、势流伯努利方程、势函数、流函数及柯西—黎曼条件；

2、 掌握速度、势函数和流函数之间相互求解；

3、 在掌握平面基本势流的基础上学会求解圆柱绕流问题。

九．管道内流动

考试内容

充分发展流动；沿程水力损失计算；非圆管道；局部水力损失计算；简单管路计算。

考试要求

1、 了解起始段和充分发展流动特点；

2、 掌握水力直径定义及计算；

3、 熟练掌握粘性流动总流的伯努利方程，沿程损失和局部损失产生原因及计算；

4、 熟练掌握单管、并联和串联管的水力计算。

十．绕流物体的粘性不可压缩流动

考试内容

边界层概念及特性；边界层微分方程；边界层动量积分方程及对平壁边界层求解；边界层分离

考试要求

1、 正确理解边界层概念和特点，熟悉边界层微分方程和动量积分方程；

2、 掌握运用动量积分方程求解顺流平壁层流、湍流边界层和混合边界层；

3、 了解平壁层流、湍流边界层的特性，掌握平壁边界层参数分布特性及计算。

4、 掌握曲壁边界层特点和分离现象。

十一.可压缩流动基础

考试内容

可压缩流动基本概念；基本方程；参考状态；一维定常等熵流动；正激波；几何喷管中的流动。

考试要求

1、 熟悉微弱扰动波的传播过程和区域，掌握音速的概念及计算公式；

2、 熟练掌握定常一元等熵气流的特性及计算，以及设计工况时的喷管流动计算；

3、 了解变喷管工况下流动特性；

4、 了解激波的形成机理，掌握正激波两侧气流参数的变化特性和计算。