硕士与研究生入学考试大纲-825流体力学.docVIP

全国硕士研究生入学统一考试 流体力学考试大纲 I 考查目标 全国硕士研究生入学统一考试流体机械等专业《流体力学》考试是为我校流体机械等专业招收硕士生设置的具有选拔性质的考试科目。其目的是科学、公平、有效地测试考生是否具备攻读硕士所必须的基本素质、一般能力和培养潜能，以利用选拔具有发展潜力的优秀人才入学，为国家的经济建设培养具有良好职业道德、法制观念和国际视野、具有较强分析与解决实际问题能力的高层次、应用型、复合型的专业人才。流体力学是许多学科专业的基础理论课程，主要内容包括流体运动学动力学量纲分析等方面。要求考生和基本方程的推导，并具有综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力。一、流体的定义和特征　　1．流体作为连续介质的假设 　　2．流体的定义和特征 　　3．作用在流体上的力 　　4．流体　　二、流体静力学 　　1．流体静压强及其特性 　　2．流体平衡微分方程式 　　3．流体静力学基本方程 　　4．绝对压强，相对压强 　　5．液柱式测压计 6．静止液体作用在平面曲面上的总压力7．液体的相对平衡 　　三、流体运动的基本概念和基本方程 　　1．研究流体流动的两种方法流动的分类 　　2．流动概念如迹线与流线流速、流量系统与控制体　　3．连续方程、动量方程能量方程 　　4．伯努利方程及其意义和应用，动量方程及其应用 　　四、相似原理和量纲分析 　　1．模型试验量纲分析法 　　2．相似原理重要相似准则 五、管流损失和水力计算 　　．粘性流体的两种流动状态：层流、紊流雷诺数 ．沿程损失的实验研究　　．管内流动的能量损失沿程损失局部损失的计算 ．圆管中的层流流动理论分析管道水力计算 　．水击现象 六、粘性流体绕物体的流动 　　1．不可压缩粘性流体的运动微分方程 　　2．边界层基本概念及特征 　　3．曲面边界层的分离现象 4．物体的阻力，阻力系数，边界层的控制1．2．3．4．：d1＝mm，d 2＝mm，＝m3/s，水的密度为ρ＝1000kg/m3, 测得大口径管段中的表压强为=14×104Pa,θ=450。试求为了固定弯管所需的力。 2．三角形量水堰的流量Q与堰上水头H及重力加速度g有关，试用量纲分析法确定的关系式。 3．的虹吸管从水箱中引水，虹吸管最高点距水面，试求不产生空化的最大流量为多少？（水的饱和蒸汽压取为2340Pa）。 4. 流动参数中流速的测量方法、原理、计算公式并图示（不少于5种）。 5．绘出一个雷诺实验装置示意图，简述实验方法、实验的观察结果。以及实验所得到的水头损失与速度的关系曲线并分析。 参考答案 一、概念题（5×7＝35） 1．理想流体、实际流体 理想流体：μ=0，或。实际（粘性）流体：μ≠0。 在自然界中，真实的流体都具有粘性，但对一个具体的流动问题，粘性所起的作用不一定相同。例对求解绕流物体的升力、表面波的运动等，粘性作用可以忽略，可按理想流体处理。而对求解阻力、旋涡的扩散、以及热量的传递等，粘性则起主要作用，按粘性流体处理。 两者的主要区别是：粘性切应力的存在和物体表面的粘附条件（无滑移条件）。 2．有旋流动、无旋流动 流体微团存在角速度，即，称为有旋流动，若则称为无旋流动。 流体微团的转动角速度，若流场中某处，就表明位于该点处的流体微团会绕着通过该点的瞬时轴作旋转运动，称为有旋运动。若，则位于该点处的流体微团不会旋转，而只作平移运动和变形运动，称为无旋运动。有旋运动不等同于圆周运动，无旋运动不等同于直线运动。 3．层流、湍流 为了观察管中水流的形态，将有色液体通过细管注入实验管段中。 当流速较小时，可以清楚地观察到管中的有色液体为一条直线，这说明水流以一种规律相同、互不混杂的形式作分层流动，称为层流。 流速逐渐增大，这时可以观察到有色液体线发生波动、弯曲，随着流速的增加，波动愈来愈烈，有色液体线断裂，变成许许多多大大小小的旋涡，此时有色液体和周围水体掺混，这种流态称为湍流。 对圆管： 4．文丘里管、拉瓦尔管 文丘里管是用在工业管路、实验管路上测量流量的装置。它由收缩段、喉部和扩散段三部分组成。两端通过法兰和管路连接。 收缩段从管径收缩至喉部直径，收缩角，喉部长度约等于，扩散段则将管径由扩至，扩散角约为。 在文丘里管入口前直管段上截面1和喉管截面2两处测量静压差，由此静压差和截面面积可求出流量，计算公式如下： 实际流量应乘以一修正系数： 由实验标定。文丘里管一般用于液体流量的测量。如果用于可压缩气流的测量，则文丘里管就是拉伐尔管。 5．流线、涡线 流线是流场中某一瞬时的一条光滑曲线，曲线上每一点的速度矢量总是在该点与曲线相切。 流线的微分方程： 上式积分时，作为常数处理。 涡线：在某一时刻，旋涡场中的一条曲线，在此曲线上任一点的切线方向