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2022年研究生初試自命題科目考試大綱--石油與天然氣工程

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)，相似原理和量綱分析，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(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，為今后進(jìn)一步學(xué)習(xí)其他課程和開(kāi)展科學(xué)研究打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。

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)

選擇題、填空題、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)作用在流體上的力。質(zhì)量力、慣性力、表面力的含義。

3)流體的主要力學(xué)性質(zhì)。慣性、粘性、壓縮性和熱脹性。

2、流體靜力學(xué)

掌握流體靜壓強(qiáng)及其特性;了解流體平衡微分方程。

1)流體靜力學(xué)基本方程。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。

2)流體靜壓強(qiáng)的分布規(guī)律。液體靜力學(xué)基本方程的推導(dǎo)及應(yīng)用。

3)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(wèn)題遵循的三個(gè)原則，并能進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。

5)液體對(duì)平壁的總壓力。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)液體對(duì)曲壁的總壓力。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、流管和流量計(jì)算。

3)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、相似準(zhǔn)則。

6、壓力管路、孔口和管嘴出流的計(jì)算

1)壓力管路的水力計(jì)算。長(zhǎng)管的水力計(jì)算;短管的水力計(jì)算。

2)孔口和管嘴出流的計(jì)算。

7、粘性流體力學(xué)基礎(chǔ)

1)層流、紊流的概念。

2)紊流的沿程水頭損失。

3)邊界層概念。

4)平板層流邊界層、紊流邊界層和混合邊界層。

5)沿曲面的邊界層及其分離現(xiàn)象。

8、氣體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)

氣體狀態(tài)方程、連續(xù)方程、聲速、馬赫數(shù)、激波。

四、推薦書(shū)目

1、楊樹(shù)人，汪志明，何光渝，崔海清主編.工程流體力學(xué).北京：石油工業(yè)出版社.2019.12

2、陳小榆主編.工程流體力學(xué).北京：石油工業(yè)出版社.2015.03