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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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