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805《工程流體力學(xué)》

一、考查目標(biāo)

“流體力學(xué)”是現(xiàn)代力學(xué)的重要分支，《工程流體力學(xué)》是“石油與天然氣工程”學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)課。本科目的考試內(nèi)容主要包括流體物理性質(zhì)，流體靜力學(xué)，流體運(yùn)動(dòng)學(xué)，流體動(dòng)力學(xué)，量綱分析與相似原理，壓力管路、孔口和管嘴出流的水力計(jì)算，粘性流體力學(xué)基礎(chǔ)，氣體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)等八部分內(nèi)容。要求考生對(duì)工程流體力學(xué)的基本概念有較深入的了解，能夠熟練地掌握基本方程的推導(dǎo)，并具有綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問題和解決問題的能力，為今后進(jìn)一步學(xué)習(xí)其他課程和開展科學(xué)研究打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。

二、考試形式與試卷結(jié)構(gòu)

1、考試形式

考試形式為閉卷、筆試;考試時(shí)間為3小時(shí)。

2、試卷結(jié)構(gòu)

填空題、選擇題、名詞解釋、簡(jiǎn)答題、計(jì)算題，滿分150分。

三、考試內(nèi)容

1、流體的物理性質(zhì)

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);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(huì)分析作用在流體上的力。

1)流體的基本概念。流體力學(xué)的任務(wù)、研究對(duì)象、連續(xù)介質(zhì)假設(shè)及其適用條件。

2)流體的主要力學(xué)性質(zhì)。密度、壓縮性、膨脹性、粘性和界面張力。

3)作用在流體上的力。質(zhì)量力、慣性力、表面力的含義。

2、流體靜力學(xué)

掌握流體靜壓力及其特性;了解流體平衡微分方程。

1)流體靜壓力及其特性。靜壓力的概念和兩個(gè)重要特性。

2)流體平衡微分方程式及流體靜力學(xué)基本方程的推導(dǎo)及應(yīng)用、等壓面含義的理解。

3)流體靜力學(xué)基本公式及其應(yīng)用。壓強(qiáng)計(jì)示方式與量度單位。絕對(duì)壓強(qiáng)、相對(duì)壓強(qiáng)、真空度等概念，壓強(qiáng)的三種量度單位，測(cè)壓管水頭的物理含義及計(jì)算。

4)流體的相對(duì)靜止。掌握流體相對(duì)靜止問題遵循的三個(gè)原則，并能進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。

5)靜止流體作用在平面上的總壓力。掌握總壓力和壓力中心概念，熟練掌握解析法和圖解法，知曉應(yīng)用兩種方法的注意事項(xiàng)。

6)靜止流體作用在曲面上總壓力。掌握柱面上的總壓力計(jì)算，理解壓力體的概念。

7)浮力與穩(wěn)定性。掌握潛體的平衡和浮體的穩(wěn)定性概念，并能進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。

3、流體運(yùn)動(dòng)學(xué)

1)掌握流體質(zhì)點(diǎn)和空間點(diǎn)概念、拉格朗日法和歐拉法及其兩種表示方法的相互轉(zhuǎn)換。

2)流體運(yùn)動(dòng)的分類、跡線和流線的概念及其微分方程的求解，理解流管、流量等概念及其計(jì)算。

3)理解系統(tǒng)與控制體概念及區(qū)別，了解直角坐標(biāo)系下的連續(xù)性微分方程的推導(dǎo)。

4)流體微團(tuán)運(yùn)動(dòng)分析。

4、流體動(dòng)力學(xué)

1)理想流體動(dòng)力學(xué)。歐拉運(yùn)動(dòng)微分方程式、伯努利方程、伯努利方程的實(shí)際應(yīng)用和泵對(duì)液體能量的增加。

2)粘性流體動(dòng)力學(xué)。了解粘性流體的運(yùn)動(dòng)微分方程式，掌握量綱分析、相似理論。

3)流體阻力和水頭損失。管路中流動(dòng)阻力的分類;層流與紊流;管路中的沿程阻力;局部阻力。

5、量綱分析與相似原理

1)量綱和諧原理及瑞利法、π定理。

2)流動(dòng)相似概念、相似原理、相似準(zhǔn)則。

3)模型實(shí)驗(yàn)

6、粘性流體力學(xué)基礎(chǔ)

1)流動(dòng)阻力分類，有效斷面的水力要素。

2)流動(dòng)狀態(tài)及判別標(biāo)準(zhǔn)。層流、紊流的概念。

3)紊流理論分析，紊流沿程水頭損失。

4)邊界層概念。

5)平板層流邊界層、紊流邊界層和混合邊界層。

6)沿曲面的邊界層及其分離現(xiàn)象。

7、壓力管路、孔口和管嘴出流的水力計(jì)算

1)壓力管路的水力計(jì)算。簡(jiǎn)單長(zhǎng)管的水力計(jì)算;復(fù)雜管路的水力計(jì)算;短管的水力計(jì)算。

2)水擊現(xiàn)象。

3)孔口和管嘴出流的計(jì)算。

8、氣體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)

一元穩(wěn)定可壓縮流動(dòng)基本方程、聲速和馬赫數(shù)、氣流參數(shù)。

四、推薦書目

楊樹人，王春生主編.工程流體力學(xué)(第2版).北京：石油工業(yè)出版社.2019.12