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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》

一、考查目標

“流體力學”是現代力學的重要分支，《工程流體力學》是“石油與天然氣工程”學科的專業基礎課。本科目的考試內容主要包括流體物理性質，流體靜力學，流體運動學、流體動力學，相似原理和量綱分析，壓力管路、孔口和管嘴出流的水力計算，粘性流體力學基礎，氣體動力學基礎等八部分內容。要求考生對工程流體力學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，并具有綜合運用所學知識分析問題和解決問題的能力，為今后進一步學習其他課程和開展科學研究打下扎實的基礎。

考試形式與試卷結構

1、考試形式

考試形式為閉卷、筆試;考試時間為3小時。

2、試卷結構

選擇題、填空題、名詞解釋、簡答題、計算題，滿分150分。

三、考試內容

1、流體的物理性質

了解流體的概念及特性;正確理解流體連續介質模型;掌握流體的主要物理性質;理解理想流體和實際流體、不可壓縮流體和可壓縮流體的概念;會分析作用在流體上的力。

1)流體力學的任務、研究對象、連續介質假設及其適用條件。

2)作用在流體上的力。質量力、慣性力、表面力的含義。

3)流體的主要力學性質。慣性、粘性、壓縮性和熱脹性。

2、流體靜力學

掌握流體靜壓強及其特性;了解流體平衡微分方程。

1)流體靜力學基本方程。流體平衡微分方程式及流體靜力學基本方程的推導及應用、等壓面含義的理解。

2)流體靜壓強的分布規律。液體靜力學基本方程的推導及應用。

3)壓強計示方式與量度單位。絕對壓強、相對壓強、真空度等概念，壓強的三種量度單位，測壓管水頭的物理含義及計算。

4)流體的相對靜止。掌握流體相對靜止問題遵循的三個原則，并能進行相關計算。

5)液體對平壁的總壓力。熟練掌握解析法和圖解法，知曉應用兩種方法的注意事項。

6)液體對曲壁的總壓力。掌握柱面上的總壓力計算，理解壓力體的概念。

7)浮力與穩定性。掌握潛體的平衡和浮體的穩定性概念，并能進行相關計算。

3、流體運動學

1)掌握流體質點和空間點概念、拉格朗日法和歐拉法及其兩種表示方法的相互轉換。

2)流體運動的分類、跡線和流線的概念及其微分方程的求解、流管和流量計算。

3)了解直角坐標系下的連續性微分方程的推導。

4、流體動力學

1)理想流體動力學。歐拉運動微分方程式、伯努利方程、伯努利方程的實際應用和泵對液體能量的增加。

2)粘性流體動力學。了解粘性流體的運動微分方程式，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)流動相似概念、相似準則。

6、壓力管路、孔口和管嘴出流的計算

1)壓力管路的水力計算。長管的水力計算;短管的水力計算。

2)孔口和管嘴出流的計算。

7、粘性流體力學基礎

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象。

8、氣體動力學基礎

氣體狀態方程、連續方程、聲速、馬赫數、激波。

四、推薦書目

1、楊樹人，汪志明，何光渝，崔海清主編.工程流體力學.北京：石油工業出版社.2019.12

2、陳小榆主編.工程流體力學.北京：石油工業出版社.2015.03