流體力學(xué)考試大綱

1、中科院研究生院碩士研究生入學(xué)考試流體力學(xué)考試大綱本流體力學(xué)考試大綱適用于中國科學(xué)院研究生院力學(xué)專業(yè)的碩士研究生入學(xué)考試。流體力學(xué)是現(xiàn)代力學(xué)的重要分支,是許多學(xué)科專業(yè)的基礎(chǔ)理論課程,本科目的考試內(nèi)容主要包括流體的物理性質(zhì)、流體運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)和靜力學(xué),無粘不可壓縮、可壓縮流動,粘性不可壓縮流動及湍流、流體波動和漩渦理論等方面。要求考生對其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)知識分析問題和解決問題的能力。一、考試內(nèi)容:(一流體的物理性質(zhì)固液氣體的宏觀性質(zhì)與微觀結(jié)構(gòu),連續(xù)介質(zhì)假設(shè)及其適用條件,流體的物理性質(zhì)(粘性、可壓縮性與熱膨脹性、輸運(yùn)性質(zhì)、表面張力與毛細(xì)現(xiàn)象 ,

2、質(zhì)量力與表面力。(二流體運(yùn)動學(xué)流體運(yùn)動的描述(拉格朗日描述與歐拉描述及其間的聯(lián)系、物質(zhì)導(dǎo)數(shù)與隨體導(dǎo)數(shù)、跡線、流線及脈線,流場中的速度分解,渦量,渦量場,渦線、渦管、渦通量,渦管強(qiáng)度及守恒定理。(三流體動力學(xué)連續(xù)性方程(雷諾輸運(yùn)定理,動量方程(流體的受力、應(yīng)力張量,能量方程(熱力學(xué)定律,本構(gòu)關(guān)系,狀態(tài)方程,流體力學(xué)方程組及定解條件,正交曲線坐標(biāo)系,量綱分析與流動相似理論,流體力學(xué)中的無量綱量及其物理意義、相似原理的應(yīng)用。(四流體靜力學(xué)控制方程,液體靜力學(xué)規(guī)律,自由面的形狀,非慣性坐標(biāo)系中的靜止液體。(五無粘流動的一般理論無粘流動的控制方程,Bernoulli方程,Bernoulli方程和動量定理

3、的應(yīng)用。(六無粘不可壓縮流體的無旋流動控制方程及定解條件,勢函數(shù)及無旋流動的性質(zhì),平面定常無旋流動(流函數(shù)、源匯、點(diǎn)渦、偶極子、鏡像法、保角變換,無旋軸對稱流動,非定常無旋流動。(七液體表面波控制方程(小振幅水波 及定解條件,平面單色波,水波的色散和群速度,水波的能量及其傳輸,速度與壓力場特性,表面張力波及分層流體的重力內(nèi)波,非線性水波理論。(八旋渦運(yùn)動渦量動力學(xué)方程和渦量的產(chǎn)生,渦量場(空間特性、時間特性,典型的渦模型。(九粘性不可壓縮流動控制方程及定解條件,定常的平行剪切流動(Couette流動、Poiseuille流動等,非定常的平行剪切流動(Stokes第一和第二問題、管道流動的起動問

4、題,圓對稱的平面粘性流動(圓柱Couette流及其起動過程,小雷諾數(shù)粘性流動。(十層流邊界層和湍流邊界層的概念,層流邊界層方程(Blasius平板邊界層,邊界層的分離,湍流的發(fā)生,層流到湍流的轉(zhuǎn)捩,雷諾方程和雷諾應(yīng)力。(十一無粘可壓縮流動聲速和馬赫數(shù),膨脹波、弱壓縮波的形成及其特點(diǎn),一維等熵流(定常和非定常,激波(正激波和斜激波,拉瓦爾噴管流動的特征。二、考試要求:(一流體的物理性質(zhì)(1了解固液氣體的宏觀性質(zhì)與微觀結(jié)構(gòu),深入理解并掌握連續(xù)介質(zhì)假設(shè)及其適用條件。(2熟練掌握流體的物理性質(zhì)的基本概念,了解毛細(xì)現(xiàn)象。(二流體運(yùn)動學(xué)(1熟練掌握流體運(yùn)動的兩種描述、物質(zhì)導(dǎo)數(shù)與隨體導(dǎo)數(shù)的概念。(2熟練掌握

5、跡線、流線及脈線的概念、物理意義及求法。(3掌握速度勢的概念及數(shù)學(xué)描述,掌握流場中的速度分解方法(4理解并掌握渦量及守恒定律,了解渦線、渦管、渦通量,渦管強(qiáng)度等概念。(三流體動力學(xué)(1熟練掌握連續(xù)性方程、動量方程和能量方程的推導(dǎo)及應(yīng)用。(2掌握本構(gòu)關(guān)系及狀態(tài)方程。(3掌握流體力學(xué)方程組及定解條件,了解正交曲線坐標(biāo)系下的流體力學(xué)方程組。(4掌握量綱分析與流動相似理論的概念,熟練掌握雷諾數(shù)的定義和意義。(四流體靜力學(xué)(1理解并掌握靜力學(xué)基本控制方程。(2掌握液體靜力學(xué)規(guī)律及應(yīng)用(自由面的形狀,非慣性坐標(biāo)系中的靜止液體。(五無粘流動的一般理論(1掌握無粘流動的控制方程的推導(dǎo)及應(yīng)用。(2熟練掌握Ber

6、noulli方程推導(dǎo),以及Bernoulli方程和動量定理的應(yīng)用。(六無粘不可壓縮流體的無旋流動(1理解并掌握控制方程及定解條件、勢函數(shù)概念及無旋流動的性質(zhì)。(2熟練掌握平面定常無旋流動基本概念及方法(流函數(shù)、源匯、點(diǎn)渦、偶極子、鏡像法、保角變換。(3了解無旋軸對稱流動,非定常無旋流動。(七液體表面波(1掌握小振幅水波的控制方程推導(dǎo)及定解條件(2掌握平面單色波、水波的色散和群速度等概念,了解水波的能量及其傳輸?shù)挠?jì)算,速度與壓力場特性。(3了解表面張力波及分層流體的重力內(nèi)波、非線性水波理論。(八旋渦運(yùn)動(1掌握渦量動力學(xué)方程和渦量的產(chǎn)生(2熟悉渦量場的基本空間特性、時間特性,了解典型的渦模型(點(diǎn)

7、渦、蘭金渦、奧森渦、泰勒渦。(九粘性不可壓縮流動(1理解不可壓縮流體模型及其判別條件,掌握控制方程的推導(dǎo)及定解條件。(2熟練掌握定常的平行剪切流動問題(Couette流動、Poiseuille流動等。(3掌握非定常的平行剪切流動問題(Stokes第一和第二問題、管道流動的起動等,圓對稱的平面粘性流動(圓柱Couette流及其起動過程,小雷諾數(shù)粘性流動。(十層流邊界層和湍流(1掌握邊界層的概念。(2掌握層流邊界層方程推導(dǎo)(Blasius平板邊界層(3了解邊界層的分離,湍流的發(fā)生,層流到湍流的轉(zhuǎn)捩。(4掌握脈動速度、平均速度、瞬時流場、平均流場、雷諾平均方程等基本概念(十一無粘可壓縮流動(1 熟練掌握聲速和馬赫數(shù)的概念。(2 掌握膨脹波、弱壓縮波的形成及其特點(diǎn)。(3 熟練掌握定常一維等熵流的分析及計(jì)算,了解非定常一維等熵流的分析及計(jì)算。(4 深入理解激波(正激波和