2022年研究生初试自命题科目考试大纲--石油与天然气工程
805《工程流体力学》
一、考查目标
“流体力学”是现代力学的重要分支，《工程流体力学》是“石油与天然气工程”学科的专业基础课。本科目的考试内容主要包括流体物理性质，流体静力学，流体运动学、流体动力学，相似原理和量纲分析，压力管路、孔口和管嘴出流的水力计算，粘性流体力学基础，气体动力学基础等八部分内容。要求考生对工程流体力学的基本概念有较深入的了解，能够熟练地掌握基本方程的推导，并具有综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力，为今后进一步学习其他课程和开展科学研究打下扎实的基础。
考试形式与试卷结构
1、考试形式
考试形式为闭卷、笔试;考试时间为3小时。
2、试卷结构
选择题、填空题、名词解释、简答题、计算题，满分150分。
三、考试内容
1、流体的物理性质
了解流体的概念及特性;正确理解流体连续介质模型;掌握流体的主要物理性质;理解理想流体和实际流体、不可压缩流体和可压缩流体的概念;会分析作用在流体上的力。
1)流体力学的任务、研究对象、连续介质假设及其适用条件。
2)作用在流体上的力。质量力、惯性力、表面力的含义。
3)流体的主要力学性质。惯性、粘性、压缩性和热胀性。
2、流体静力学
掌握流体静压强及其特性;了解流体平衡微分方程。
1)流体静力学基本方程。流体平衡微分方程式及流体静力学基本方程的推导及应用、等压面含义的理解。
2)流体静压强的分布规律。液体静力学基本方程的推导及应用。
3)压强计示方式与量度单位。绝对压强、相对压强、真空度等概念，压强的三种量度单位，测压管水头的物理含义及计算。
4)流体的相对静止。掌握流体相对静止问题遵循的三个原则，并能进行相关计算。
5)液体对平壁的总压力。熟练掌握解析法和图解法，知晓应用两种方法的注意事项。
6)液体对曲壁的总压力。掌握柱面上的总压力计算，理解压力体的概念。
7)浮力与稳定性。掌握潜体的平衡和浮体的稳定性概念，并能进行相关计算。
3、流体运动学
1)掌握流体质点和空间点概念、拉格朗日法和欧拉法及其两种表示方法的相互转换。
2)流体运动的分类、迹线和流线的概念及其微分方程的求解、流管和流量计算。
3)了解直角坐标系下的连续性微分方程的推导。
4、流体动力学
1)理想流体动力学。欧拉运动微分方程式、伯努利方程、伯努利方程的实际应用和泵对液体能量的增加。
2)粘性流体动力学。了解粘性流体的运动微分方程式，掌握量纲分析、相似理论。
3)流体阻力和水头损失。管路中流动阻力的分类;层流与紊流;管路中的沿程阻力;局部阻力。
5、量纲分析与相似原理
1)量纲和谐原理及瑞利法、π定理。
2)流动相似概念、相似准则。
6、压力管路、孔口和管嘴出流的计算
1)压力管路的水力计算。长管的水力计算;短管的水力计算。
2)孔口和管嘴出流的计算。
7、粘性流体力学基础
1)层流、紊流的概念。
2)紊流的沿程水头损失。
3)边界层概念。
4)平板层流边界层、紊流边界层和混合边界层。
5)沿曲面的边界层及其分离现象。
8、气体动力学基础
气体状态方程、连续方程、声速、马赫数、激波。
四、推荐书目
1、杨树人，汪志明，何光渝，崔海清主编.工程流体力学.北京：石油工业出版社.2019.12
2、陈小榆主编.工程流体力学.北京：石油工业出版社.2015.03