一、考查目標
考查學生對流體運動的基本概念和基本理論的理解,掌握必要的分析計算方法,能夠分析流體的運動規(guī)律,解決與流體有關的相關專業(yè)問題,具有從事本專業(yè)深入研究的基本素質。
二、考試形式與試卷結構
(一)試卷滿分及考試時間
試卷滿分為150分,考試時間為3小時。
(二)答題方式
答題方式為閉卷、筆試。
(三)試卷內容結構
基礎理論(90分),綜合應用(40分),考核能力(20分)。
(四)試卷題型結構
名詞解釋(20分),簡答題(50分),計算和畫圖題(80分)。
三、考查內容及要求
1.理解常用的幾個流體力學模型—連續(xù)介質、理想流體、不可壓縮流體等力學模型,特別是連續(xù)介質力學模型最重要的慣穿流體力學始終的力學模型,理解為什么要提出流體力學模型;理解質量力和表面力的概念;掌握流體的壓縮性、熱脹性、粘滯性;掌握牛頓內摩擦定律。
2.掌握流體靜壓強及其特性;理解歐拉平衡微分方程在靜止和相對靜止流體壓強分布中的應用;掌握相對壓強、絕對壓強的概念和換算;熟練掌握點壓強計算及等壓面的應用;熟練掌握水靜壓強分布圖及壓力體圖的繪制;熟練掌握作用于平面及曲面的液體總壓力的計算。
3.了解描述液體運動的兩種方法;理解歐拉法中描述流體運動的一些基本概念;理解流線的概念及方程,掌握質點加速度的概念及其表達式。掌握均勻流、恒定流的特點及描述方法;理解無旋流與有旋流;理解速度勢函數、流函數及其與流速的關系;掌握能量方程各項的物理意義和幾何意義,熟練掌握測壓管水頭線及總水頭線的繪制方法;熟練掌握利用連續(xù)性方程、能量方程和動量方程聯合求解總流問題。
4.理解量綱和量綱和諧定理,理解量綱分析的方法步驟;理解完全相似和近似相似的概念,掌握雷諾準則、佛汝德準則的物理意義并會應用其進行模型設計。
5.了解層流與紊流流態(tài)的特點,熟練掌握流態(tài)判別方法。了解層流、紊流的流速分布,理解紊流運動的特征及時均化概念。理解尼古拉茲實驗及沿程阻力分區(qū);掌握沿程水頭損失和局部水頭損失的計算。
6.理解自由出流、淹沒出流的概念,熟練掌握恒定流動孔口、管嘴出流的計算方法。熟練掌握短管、長管的概念及其水力計算方法;熟練掌握串聯、并聯管路的水力計算方法;理解水擊現象發(fā)生的條件及其防護途徑。
7.掌握流函數、勢函數的物理意義,理解等流函數線、等勢函數線的物理意義及聯系;了解幾個基本的平面勢流,掌握理想不可壓縮流體平面無旋流動的疊加理論及流場壓強分布、流速分布等分析。
8.掌握邊界層理論及其意義;掌握附面層分離現象及對流動阻力的影響;掌握物體繞流阻力和懸浮速度的計算。
9、理解紊流射流的結構,理解無限空間紊流淹沒射流的特征和數學表達式;掌握圓斷面射流和平面射流等溫、溫差、濃差射流的計算方法。
10、一元氣體動力學基礎。
掌握音速、馬赫數等基本概念。理解臨界參數、滯止參數概念;理解亞音速流動、超音速流動的基本理論,掌握漸縮噴管、拉法爾噴管斷面參數變化的規(guī)律;熟練掌握等熵流動的計算方法。
四、考試用具說明
使用黑色筆作答,考試需要攜帶計算器、直尺、三角板等用具。
五、主要參考書目
《流體力學泵與風機(第5版)》. 蔡增基、龍?zhí)煊逯骶?中國建筑工業(yè)出版社。
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