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2021西南石油大學(xué)工程流體力學(xué)專業(yè)研究生參考及考試大綱

發(fā)布時間：2020-11-18 編輯：考研派小莉推薦訪問：

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2021西南石油大學(xué)工程流體力學(xué)專業(yè)研究生參考及考試大綱正文

考試科目名稱：工程流體力學(xué)

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

測評考生的相關(guān)基礎(chǔ)知識掌握水平，考生分析問題和解決問題及綜合知識運(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。

本大綱主要包括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)動學(xué)、

流體動力學(xué)、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(nèi)容。

考生應(yīng)系統(tǒng)的掌握流體力學(xué)的基本概念、基本理論、基本計算方法。

二、考試主要內(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(lǐng)會

(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）簡單應(yīng)用

(1) 運(yùn)動粘度和動力粘度的關(guān)系；

(2) 牛頓內(nèi)摩擦力的計算；

(3) 流體的壓縮性和膨脹性的計算；

4）綜合應(yīng)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(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思路和過程；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)過程和方程的意義及適用條件；

掌握壓力的測量標(biāo)準(zhǔn)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(diǎn)

的壓力和比較兩點(diǎn)壓差的方法；了解等加速水平運(yùn)動容器中流體的相對平衡、等角速度

旋轉(zhuǎn)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(diǎn)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(diǎn)的計算方法；

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(diǎn)

1）流體靜壓強(qiáng)及其特性；

2）等壓面的方程和等壓面的性質(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）用測壓管和比壓計測量一點(diǎn)的壓力和比較兩點(diǎn)的壓差；

5）等加速水平運(yùn)動容器中流體的相對平衡、等角速度旋轉(zhuǎn)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(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) 絕對壓力、相對壓力、真空壓力的定義和它們之間的關(guān)系；

(4) 絕對靜止、相對靜止；

(5) 壓力體。

2)領(lǐng)會

(1) 流體平衡微分方程建立的思路和過程；

(2) 靜力學(xué)基本方程式的推導(dǎo)過程；

(3) 靜止流體作用在平面上的總壓力及作用點(diǎn)的計算方法；

(4) 靜止流體作用在曲面上的總壓力及作用點(diǎn)的計算方法。

3)簡單應(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) 計算靜止液體中任一點(diǎn)的靜壓力；

(4) 計算靜止液體中兩點(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)動學(xué)

1、基本要求

了解研究流體運(yùn)動的兩種方法；掌握流體運(yùn)動的基本概念；掌握連續(xù)性方程、了

解流體微團(tuán)運(yùn)動分析。

2、考試范圍

1）描述流體運(yùn)動的兩種方法；

2）流體運(yùn)動的幾何描述；

3）流體運(yùn)動的分類；

4）流體運(yùn)動的基本概念；

5）連續(xù)性微分方程；

6）流體微團(tuán)的運(yùn)動分析。

3、考核知識點(diǎn)

1）研究流體運(yùn)動的兩種方法；

2 ）流體運(yùn)動的基本概念；

3）恒定流動的連續(xù)性方程；

4）流體微團(tuán)運(yùn)動分析

4、考核要求

1）識記

(1) 研究流體運(yùn)動的兩種方法；

(2) 流體運(yùn)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(tuán)運(yùn)動的三種形式。

2）領(lǐng)會

(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）簡單應(yīng)用

(1) 歐拉法中加速度的計算；

(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）已知速度場求流線方程；

（5）線變形、角變形和旋轉(zhuǎn)角速度的計算。

（四）流體動力學(xué)

1、基本要求

掌握理想流體運(yùn)動的伯努利方程、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、有效功率的計算；掌握穩(wěn)定流的動量方程及其應(yīng)用。

2、考試范圍

1）理想流體運(yùn)動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）泵對液流能量的增加;

4）雷諾輸運(yùn)定理;

5) 恒定總流的動量方程及其應(yīng)用;

6) 恒定總流動量矩方程。

3、考核知識點(diǎn)

1）理想流體運(yùn)動的伯努利方程式、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）動量方程及其應(yīng)用；

5）恒定總流動量矩方程及其應(yīng)用。

4、考核要求

1）識記

(1) 泵的揚(yáng)程、有效功率；

(2) 系統(tǒng)、控制體；

2）領(lǐng)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(yùn)動的伯努利方程、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、伯努利方程式的應(yīng)用注意事項(xiàng)；

(4) 動能修正系數(shù)和動量修正系數(shù)的物理意義。

3）簡單應(yīng)用

(1) 泵的揚(yáng)程、有效功率的計算；

(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)用計算；

(2) 動量方程在工程中的應(yīng)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(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、考核知識點(diǎn)

1）瑞利法、π定理；

2）相似原理；

3）模型實(shí)驗(yàn)。

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(yùn)動相似動力相似；

(3) Ne 數(shù)、Re 數(shù) 、Fr 數(shù) 、Er 數(shù)的物理意義；

2）領(lǐng)會

(1) 瑞利法、π定理；

(2) 模型設(shè)計及相似律的選擇。

3）簡單應(yīng)用

(1) 瑞利法、π定理的求解步驟；

(2) 模型設(shè)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(chǎn)生的原因及分類；掌握流體運(yùn)動的兩種流動狀態(tài)及其判別標(biāo)準(zhǔn)；了

解實(shí)際流體運(yùn)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(guī)律；了解紊流的產(chǎn)生原因，了解紊流的運(yùn)動參數(shù)的特點(diǎn)，了解雷諾方程的推導(dǎo)過程及

雷諾應(yīng)力；了解影響沿程阻力系數(shù)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(yùn)動的兩種流態(tài)及判別標(biāo)準(zhǔn)；

3）粘性流體的運(yùn)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(diǎn)

1）流動阻力產(chǎn)生的根本原因；流動阻力的分類；

2）流體運(yùn)動的兩種流動狀態(tài)及其流態(tài)的判別標(biāo)準(zhǔn)；

3）實(shí)際流體運(yùn)動方程式（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)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(yīng)力；水力光滑、水力粗糙。

2）領(lǐng)會

(1) 流動阻力產(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）簡單應(yīng)用

(1) 流態(tài)的判別；

(2) 沿程阻力系數(shù)λ的計算；

(3) 局部水力摩阻的計算。

4）綜合應(yīng)用

(1) 由實(shí)際流體運(yùn)動方程式（納維—司托克斯方程式）求解流體運(yùn)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(lián)、并聯(lián)、分支管路的水力特性；掌握簡單長管、

復(fù)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(tǒng)的分類；

2）簡單長管的水力計算；

3）復(fù)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(diǎn)

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(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

(1) 三類水力計算問題；

(2) 綜合阻力系數(shù)的計算；

(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）簡單應(yīng)用

(1) 簡單長管的第一類水力計算問題；

(2) 串聯(lián)管路、并聯(lián)管路級分支管路的水力計算。

4）綜合應(yīng)用

(1) 簡單長管的第一、第二類水力計算問題；

(2) 串并聯(lián)管路的水力計算；

(3)串并聯(lián)管路在長輸管路中的應(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(xiàn)象；

3）變水頭泄流與排空。

3、考核知識點(diǎn)

1）慣性水頭；

2）相長；直接水擊、間接水擊；

3）正反射、負(fù)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(fù)反射；

2）領(lǐng)會

(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）簡單應(yīng)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(yīng)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(shù)。

2、考試范圍

1）勢流和渦流；

2）平面勢流。

3、考核知識點(diǎn)

1）勢流和渦流

2）速度勢及流函數(shù)；

4、考核要求

1）識記

(1) 勢流和渦流的定義；

2）領(lǐng)會

(1) 渦量、速度環(huán)量；

3）簡單應(yīng)用

(1) 已知速度分量求速度勢和流函數(shù)；

(2) 已知速度勢求流函數(shù)；

(3) 已知流函數(shù)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(shù)

的概念；掌握完全氣體做一元等熵恒定流動時滯止?fàn)顟B(tài)下滯止參數(shù)與靜參的關(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；了解實(shí)際氣流的等截面管流。

2、考試范圍

1）氣體一元恒定流動基本方程；

2）聲速、馬赫數(shù)及微小擾動在空氣中的傳播；

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；

8）實(shí)際氣流在等截面管道中的恒定流動。

3、考核知識點(diǎn)

1）氣體動力學(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）截面積變化對氣流運(yùn)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(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

(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）簡單應(yīng)用

(1) 聲速的計算；

(2) 狀態(tài)方程的應(yīng)用；

(3) 滯止參數(shù)與靜參的關(guān)系計算；

(4) 臨界參數(shù)與滯止參數(shù)的關(guān)系計算。

4）綜合應(yīng)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(guī)律；了解冪律流體和賓漢流體的流變參數(shù)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(guī)律；

3）非牛頓流體流變參數(shù)的測定。

3、考核知識點(diǎn)

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(diǎn)。

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(shù)；

2）領(lǐng)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(shù)；

(3) 冪律流體、賓漢流體流態(tài)的劃分及判斷；

(4) 非牛頓流體流變測量的特點(diǎn)；

(5) 旋轉(zhuǎn)粘度計的工作原理。

3）簡單應(yīng)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(jié)構(gòu)

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(jié)構(gòu)

（1）填空題（20％）：根據(jù)題目內(nèi)容填上一個正確答案。

（2）判斷題（13％）：根據(jù)題目內(nèi)容判斷其描述問題的正確性。

（3）簡答題（13％）根據(jù)題目要求，簡要回答問題。

（4）計算題（54％）通過已知參數(shù)計算或推導(dǎo)出結(jié)果。

四、參考書目

《工程流體力學(xué)》陳小榆，石油工業(yè)出版社

西南石油大學(xué)

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