河北工业大学 2020 年硕士研究生招生考试 自命题科目考试大纲 科目代码:830 科目名称:工程流体力学 适用专业:动力工程及工程热物理
一、考试要求 工程流体力学适用于河北工业大学能源与环境工程学院动力工 程及工程热物理专业研究生招生专业课考试。主要考察对于工程流体 力学基本概念、方法、原理,运用所学知识分析问题和解决问题的能 力。 二、考试形式 试卷采用客观题型和主观题型相结合的形式,主要包括选择题、 填空题、简答题、计算题、分析论述题等。考试时间为 3 小时,总分 为 150 分。 三、考试内容 (一)流体的物理性质 掌握流体的基本特征,连续介质模型,流体的密度,流体的压缩 性与膨胀性,流体的黏性,流体的表面张力特性,毛细现象;会区分 可压缩流体和不可压缩流体,黏性流体和理想流体,牛顿流体和非牛 顿流体;会分析作用在流体上的力,掌握牛顿内摩擦定律及其应用。 (二)流体静力学 掌握流体静压强及其特性,流体平衡方程式及其应用,重力场中 流体的平衡,流体静力学基本方程及应用,会分析使用液柱式测压计, 液体的相对平衡,掌握压力的计算基准和度量单位;会分析作用于平 面的液体总压力与作用点;作用于曲面的液体总压力、水平分力、垂 直分力、作用点及压力体。 (三)流体运动学 了解流体运动的描述方法,掌握加速度描述和质点导数,流体的 不同分类方法,迹线与流线,会写出迹线方程与流线方程,掌握流线 的性质,流管,流束,缓变流和急变流,流量,平均流速,湿周,水 力半径和当量直径;会进行流体微团的运动分析,掌握亥姆霍兹速度 分解定律;明确有旋流动的一般性质,涡量场,涡线、涡管、涡束、 涡通量和速度环量,涡管强度守恒定律,环量与涡通量的关系,斯托 克斯定理及其应用,汤姆孙定理及亥姆霍兹定理;无旋流动的一般性 质,速度势,流函数及流网,了解简单平面势流,包括源流、汇流、 势涡;掌握简单平面势流的叠加。 (四)流体动力学 掌握系统与控制体的特点和区别,雷诺数输运方程,连续性方程, 动量方程和动量矩方程及其应用,伯努利能量方程及其物理意义、几 何意义,理想流体的伯努利方程,沿流线主法线方向的压强和速度变 化规律,粘性流体总流的伯努利方程,会把伯努利方程进行实际应用。 掌握微分形式的连续方程,黏性流体微分形式的运动方程即 N-S 方 程,并会利用 N-S 方程进行不可压缩黏性流体的简单的层流流动求 解和分析。 (五)管内不可压缩流体流动 掌握层流与湍流的特点和区别,雷诺实验,会进行流态的判别, 掌握流动损失、流动阻力的两种类型,管道内的沿程损失,切应力分 布,圆管道内层流流动特点,沿程损失计算,层流流动入口段长度计 算;了解管道进口段黏性流体的流动分区,了解黏性流体的紊流流动, 掌握时均速度和脉动速度,紊流中的切应力,圆管内的紊流分区,掌 握尼古拉兹实验结果,沿程摩擦阻力系数及阻力大小计算,会使用莫 迪图;会进行简单管道内流动计算,局部阻力损失计算;会进行带泵、 风机的串、并联管路及简单管网阻力计算;掌握孔口出流和管嘴出流 的各自特点,并会进行相应计算。 (六)绕流流动与边界层 掌握流体外部绕流流动阻力,边界层的定义和特征,层流边界层 的微分方程和动量积分方程式,了解光滑平板表面层流边界层、湍流 边界层及具有过渡区域的混合边界层的不可压缩流体的摩擦阻力的 各自特点和计算,掌握曲面边界层的分离和压差阻力,不可压缩流体 绕长柱体流动时的阻力特点,掌握卡门涡街现象及特点。掌握流体自 由淹没射流的结构与特征,会进行轴对称射流和平门射流的计算和分 析。 (七)气体动力学基础 掌握音速,马赫数,气体一维绝热定常流动和等熵定常流动。 (八)相似原理和量纲分析 掌握流体的力学相似性原理,几何相似,运动相似,动力相似; 掌握动力相似准则数,流动相似条件,相似定理与模型律,并会用于 实际应用;掌握量纲及量纲分析,了解瑞利法, 定理法。 四、参考书目 [1]《工程流体力学》,第四版,主编:孔珑,中国电力出版社。 [2]《工程流体力学》(水力学)( 上、下册), 第三版,主编: 闻德荪,高等教育出版社。 五、其他注意事项 考生需要携带无编程无存储无记忆功能的计算器。
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