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武汉理工大学2023年自命题考研大纲:951工程流体力学
武汉理工大学硕士研究生入学考试
《工程流体力学》考试大纲(2023)
考试科目:《工程流体力学》
代码:951
1. 考试说明
《工程流体力学》是为市政工程专业和供热、供燃气、通风及空调工程(简称:暖通)专业考生而设置的专业课程考试科目。
考试范围:流体静力学、一元流体动力学、不可压缩流体动力学、管流阻力、孔口和管路计算的基本理论、相似性原理和因次分析等。
考试形式和试卷结构:
1.1 答卷形式:闭卷,笔试。
1.2 答题时间:180分钟。
1.3 试卷结构和考试题型:
试卷共150分,涵盖分析、计算、问答等。基本考试题型为:
(1)问答题;
(2)分析题;
(3)计算题;
(4)其他题型。
1.4 主要参考书目
(1)金建华、王烽 主编,水力学,湖南大学出版社,2004年。(市政工程专业)
(2)龙天渝 主编,流体力学,中国建筑工业出版社,2011年。(暖通专业)
1.5 答题说明
考试题分必答题(105分)和选答题(45分)两个部分:
必答题:市政工程和暖通两个专业考生均必须作答。
选答题:一部分面向市政工程专业考生,另一部分面向暖通专业考生。
若考生的报考专业与其选答题的专业方向不一致,则该部分成绩视为无效。
2. 知识要点
2.1 市政工程和暖通两专业必考内容
第一章 绪论
液体的连续介质模型。
液体的主要物理性质,内摩擦定律,理想流体模型,不可压缩流体模型。
作用在液体上的两种力:质量力和表面力。
第二章 流体静力学
静水压强及其特性。
重力作用下的静水压强基本公式,压强分布图,压强的计量单位及其换算,绝对压强和相对压强,真空值,测压管高度,测压管水头及真空度。
压强的测量,测压管,水银测压计,水银差压计,金属测压计。
作用在平面壁上的静水总压力。
作用在曲面壁上的静水总压力,压力体。
液体的平衡微分方程及其积分。
第三章 流体动力学基础
描述液体运动的两种方法:拉格朗日法和欧拉法
恒定流与非恒定流,流场、流线、质点加速度。均匀流与非均匀流,流管、元流、总流,过水断面,流量,断面平均流速。
总流的连续性方程。
重力作用下理想流体元流的伯诺里方程及其物理意义与几何意义,毕托管。
实际流体元流的伯诺里方程,总水头线,测压管水头线及其坡度。
渐变流与急变流,实际流体总流的伯诺里方程及其应用条件和举例。
恒定总流的动量方程及其应用举例。
恒定总流的动量矩方程。
连续性微分方程。
液体微团的运动。
有旋流与无旋流,流速势与流函数、流网,势流叠加原理。
第四章 流动型态,水流阻力和水头损失
水流阻力与水头损失的两种形式: 沿程阻力和沿程水头损失,局部阻力和局部水头损失。
实际流体流动的两种形态:层流和紊流,流动形态的判别。
均匀流的沿程水头损失和基本方程,过水断面的水力要素,湿周和水力半径。
圆管中的层流运动,过水断面上的流速分布,圆管层流的水头损失,沿程阻力系数λ与雷诺数的关系。
紊流的脉动现象,运动参数时均化,紊流切应力,普兰特混合长度理论。
圆管中的紊流,圆管紊流流核与粘性底层,紊流速度分布,水力光滑管,水力粗糙管,沿程水头损失的达西公式。
尼古拉兹实验,人工粗糙管的沿程阻力系数的半经验公式,工业管道的实验曲线和λ的计算公式。
边界层理论简介,层流边界层和紊流边界层,边界层的分离。
局部水头损失发生的原因,圆管中水流突然扩大的局部水头损失,各种管路配件及明渠的局部阻力系数。
绕流阻力。
第五章 孔口、管嘴出流和有压管路
液体经薄壁孔口的恒定出流基本公式,收缩现象和影响收缩的因素。
管嘴恒定出流,圆柱形外管嘴的真空。
孔口的变水头出流。
短管的水力计算。
长管的水力计算,简单管路,串联管路,并联管路。
水击现象,水击压强的计算,水击危害的预防。
第六章 相似原理与量纲分析
水流运动的相似理论基础:几何相似,运动相似,动力相似,雷诺准则,佛汝德准则,欧拉准则。
模型实验:模型律的选择和模型的设计及其应用举例。
物理方程的量纲齐次性。
量纲分析法:雷利法和π定律。
2.2 市政工程专业选考内容
第七章 明渠流动、堰流、渗流
棱柱形渠道与非棱柱形渠道,顺坡,平坡和逆坡渠道,明渠均匀流条件和特征。
明渠均匀流的水力计算。
无压圆管均匀流的水力计算。
明渠流动状态。
跌水与水跃。
水面曲线分析与计算。
堰流定义及分类。
薄壁堰、实用堰与宽顶堰。
渗流现象,渗流模型,达西渗流定律,渗流系数,裘布依公式。
集水廊道的水力计算,管井及大口井的水力计算,井群。
2.3 暖通专业选考内容
第七章 气体射流、不可压缩流体动力学基础、绕流运动、一元气体动力学基础
气体射流:无限空间的淹没紊流射流的结构和主要特征;圆断面射流、平面射流和浓差、温差射流的计算方法;有限空间射流的基础知识。
不可压缩流体动力学基础:流体微团的运动状态;有旋流动的概念;不可压缩流体的连续性微分方程;N-S方程以及理想流体运动微分方程的积分;流体流动的初始条件和边界条件。
绕流运动:无旋流动的基本概念;几种简单的平面无旋流动;势流叠加的基本原理和方法;附面层的基本概念;附面层动量方程;绕流阻力和升力。
一元气体动力学基础:理想气体一元恒定流运动方程;音速、马赫数和滞止参数的概念;等温管路和绝热管路流动的计算。
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