重大城市建设与环境学院《流体力学》考研笔记

1重庆大学2010年城市建设与环境学院《流体力学》考研大纲第一章绪论：表面张力不考。流体的内摩擦阻力计算题要考。第二章流体静力学：浮体，潜体不考，本章的一些证明不考(如压强公式的证明)第三章*（重点章）一元流体动力学：1、考试重点章节，动量方程为重点。2、水头线不考，气体部分的总压线和全压线不考。气体能量方程（供暖，供热，供燃气，通风及空调工程考）。3、恒定平面势流问题：关于应力和应变率的关系不考，关于微团的流动只需了解，需知道液体微团运动的意义，恒定平面势流中势流的叠加不考，流函数，势函数的关系重点(必考)。4、不可压缩流体运动微分方程:方程的意义要会写，紊流的基本方程，要知道平均值，切应力如何产生要知道。第四章流动阻力的能量损失：1、只考普朗特假设，粗糙雷诺数，层流底层厚度，局部阻碍相互干扰要了解比较透彻。水击不考。22、切应力计算公式(层流圆管切应力τ)需了解，紊流运动中了解概念，普朗特假设不考。3、绕流阻力:什么叫绕流阻力，如何产生的？边界层分离的概念要考。第五章孔口，管嘴，管路闸孔：计算一般不考(非重点，但需了解)1、孔口，管嘴环状管网，闸孔不考，但枝状管网，串，并联要考。2、管网的水力计算:环状管网的水力计算不考，枝状管网需了解。3、堰流、闸孔出流不考，水击不考。4、气孔射流(稳定射流)计算不考，概念要考（如什么叫质量流速）。第六章射流与扩散：重点掌握射流特征，其余不考。1、射流计算不考（市政工程，供暖，供热，供燃气，通风及空调工程不用看射流，其他专业要了解它的概念）。扩散不用看。第七章不可压缩流体动力基础：1、微团运动不考，但微团的运动分为平动和转动和变形运动要记牢。应力表示的运动方程不考，应力不考，应变率不考第八章绕流，平面势流*（重点章）：涡流运动的性质不考。掌握判断势流的叠加，流函数和势函数必考计算题。差分法不考。3第九章气体动力基础（除供暖，供热，供燃气，通风及空调工程，其他专业不用看）：等温管路不考，绝热管路不考，只考可压缩气体方程。第十章相似原理：1、量纲分析法及因次分析法不考，模型律不考。主要考察的各个方程谁和谁相比。2、因次分析的计算不考，相似准数，准则数等概念要记住，模型率的简单计算可能会考。第十一章明渠均匀流（市政工程，城镇建设安全工程看，其他专业不用看）:复式断面不考第十二章明渠非均匀流（市政工程，城镇建设安全工程看，其他专业不用看）临界流速，临界水深要考，渐变流的微分方程不考，睡眠曲线不考（定性和定量均不考），水跃计算不考，但定义要了解。第十三章堰流：整章不考。第十四章渗流：计算均不考。渗流概念，模型，达西定律要考。《流体力学学习辅导与习题精编》第一章绪论4概念●质量力、表面力、粘性、粘性力、压缩系数、热涨系数、连续介质模型、流体质点、运动粘滞系数、动力粘滞系数(这些定义都见精编中的定义，后同)1、讲压缩系数、热涨系数都是指在一定的温度条件下，所以不同的温度下压缩系数、热涨系数是不一样的2、讲流体质点的质量是没有意义的，一般用质点周围流体来反应质点状况3、粘性是流体的本质属性，只有在流体发生相对运动的时候才表现出来，粘滞力不是流体的本质属性4、流体的分类计算●重力的单位质量力(通常Z轴向上时)f=(0，0,-g)●单位体积质量力f=(0,0,-g)ρ●牛顿剪切公式(*)条件:做纯剪切运动，牛顿流体在速度梯度与内摩擦力关系图中是一条过原点的直线上课讲的习题精解:1-1,1-2(两面都要计面积)，1-3,1-4(功率与转速的关系在某些题目中要考虑到)，1-5,1-6。第二章水静力学概念●绝对压强；相对压强；真空度;测压管;虚设液面(**)1、测压管测出的是相对压强，大气压力计测出的是绝对压强2、等压面的性质2个，记住结论。53、单位换算，要记住，考试的时候不会给，见习题精编P74、绝对压强与相对压强的起算零点5、图解法的适用条件公式：习题精编的全部公式上课讲的习题精解:2-1,2-2,2--3,2-4,2-5（注意Y坐标的取法，原点应该设在虚设液面上，一般来说计算中不太可能会考曲面受力，因为计算量大，但会考如何确定受力体），2-6,2-7(难题)，2-8(*)用力矩解形心，2-9,2-10（单位体积流体表面在X方向的压差），2-11，2-12,2-13(*)，2-14(**),2-15(不要求)，2-16(成立的条件),2-17（如何取坐标原点是重点），2-18,2-19(**),2-20,2-21,2-22，2-23,2-24.第三章一元流体动力学基础（重点）概念●流线;过流断面;均匀流;渐变流:恒定流;位压:流管;流束;位移加速度公式：习题精编的全部公式上课讲的习题精解:3-1,3-2,3-3,3-4,3-6,3-7,3-8(*)，3-9,3-11（可看做是孔口出流），3-13（动量方程是重点），3-14，3-15(**)(控制体的取法，应取在渐变流上),3-16(**)，3-17,3-18（相对速度的合成），3-19,3-20，3-21,3-22,3-23（难题）6第四章流动阻力和能量损失本章的经验公式，除了光滑区的布拉修斯公式：和粗糙区的希弗林松公式外，其余不用记。概念●层流;紊流;流态的判别准则(**)；水力半径:当量直径;水力坡度;雷诺切应力;●沿程阻力的5个分区及其特点要会背（**）●了解当量粗糙度●阻抗和比阻●长管，题目若没有告知局部水头损失，则按长管计算●串并联管路的计算掌握流量关系，损失关系公式：4-5，4-6(**)，4-9,4-10,4-11(**)，4-12只适用于粗糙区，4-13到4-17不考.上课讲的习题精解:4-1(已考)，设出的a可以消掉，若h1=30.01mm,h2=30.03mm，则读数也没有改变，主要是有效数字的取舍问题；4-2（查表方法不用掌握，考试不会给表），4-3注意三测点法，4-4（记住出口阻力系数，有时题目不会给，会不会倒过来求功率？注意有关水泵的问题），4-5,4-6（掌握方法），4-7(**)，4-8（环状管网不考），4-9（已考），4-10,4-11。P96课后习题:4-1,4-3第五章孔口管嘴出流和第六章射流两章都基本不考第五章孔口管嘴出流7公式:除5-2外，其余的不太可能考。难点分析：不用看上课讲的习题精解:5-1,5-3(难题)，第六章射流P108：重点掌握射流特征，核心、起始段、主体段;运动特征6-1;动力特征。第七章不可压缩流体动力学基础（考20-25分）连续性方程、质点导数、有旋无旋是重点概念●描述流体运动的两种方法，要理解这两种方法，会写出他们的数学表达式●控制体和控制面●质点导数(**);随体导数●有旋无旋(**)公式:7-1要知道各项的意义，7-2要知道各项的意义，7-4，7-5适用条件，7-6的适用条件，7-7的适用条件(**)，一个实际的不可压缩流体7-8不用掌握，7-9要记，各项的物理意义要明白;7-10到7-15这些公式看看就可以了上课讲的习题精解:7-1;7-2虽然柱坐标不用掌握，但是会把柱坐标转化为直角坐标;7-3线变形速度，角变形速度不要求，旋转角速度要求掌握;7-4；7-5和7-6不要求8第八章绕流运动势流的运动叠加不考概念●速度势函数，存在条件，定义式●调和函数，了解●流函数，存在条件，定义式，注意符号别写错●边界层，定义，主要特征(**)●边界层分离现象，会背公式:8-1,8-2,8-3-8-4记，8-7-8-10,A的定义，悬浮速度不要求难点分析：其中的5(****)上课讲的习题精解:8-1(**)掌握方法两种方法；8-2图，避开了非连续点（0,0）；8-3；8-4迹线方程不要求；8-5不要求；8-6经验方法处理。第九章一元气体动力学基础(建环考，其余专业不考)第十章相似原理和因次分析因次分析的计算不考概念:●(1)流动相似;(6)(**);(2)到(5)不要求，公式9会背Re,Fr,Eu;Ma(设备专业要求)难点分析：2.模型率，可能出计算题6.特征量的选取8.自模拟区，准则方程的定义上课讲的习题精解:除10-6、10-8外，其余的都讲了。补充内容:一、明渠均匀流概念部分：●形成明渠均匀流的条件:长直棱柱形渠道、顺破、壁面的粗糙系数不变、恒定流、渠道中无障碍物。●明渠均匀流的水力学特征:水力坡度、测压管线坡度、底坡三线平行且相等。(*)●水力最优断面(*):不冲、不淤流速;正常水深:边坡系数;计算公式:●谢才公式、曼宁公式●梯形断面的水力最优条件β=？●矩形断面的水力最优条件b=2h●梯形断面水力最优条件下的水力半径:R=h/2●计算中的几类问题:变量之间的关系(B,h,m,n,i,Q)，有的时候题目中给的如果是平均流速的话要学会用其它的变量转换过来。●试算法(迭代法)、作图法不要求掌握。10●无压圆管均匀流(以前考过，出题的可能性很小，但是考虑到公式比较难推导，要求记住公式)●充满度的定义●最大流量发生在什么时候，为什么？二、明渠恒定非均匀流流态的判别为本章的重点概念●壅水现象、降水现象;明渠三种流态的定义●临界水深;断面比能计算●在流态的判别方法上重点掌握Fr、临界水深、临界坡度判别方法;当然前提是要会求Fr、临界水深、临界坡度，要求掌握Fr、临界水深、临界坡度的计算公式。●水跃，跌水的定义要掌握。有关水跃，跌水的其它部分不要求，如水跃函数曲线，水跃能量计算等不作要求。补充的考点:1、沿程泄流2、枝状管网控制点、控制末端自由水头的定义;水塔高度计算;泵站安装高度等的计算;倒虹吸管的计算3、水箱中水泄空时间计算