《流體力學(xué)》學(xué)習(xí)指導(dǎo)與考試大綱

1、流體力學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo)與考試大綱一、課程的性質(zhì)與設(shè)置目的和要求本課程是土木工程專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程之一，它的任務(wù)和目的是使學(xué)生掌握流體力學(xué)的基本概念、基本原理、基本方法和基本技能，并具有一定的分析、解決本專(zhuān)業(yè)中涉及流體力學(xué)問(wèn)題的能力，為學(xué)習(xí)后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程、從事專(zhuān)業(yè)技術(shù)工作或進(jìn)行科學(xué)研究打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。要求學(xué)生通過(guò)本課程學(xué)習(xí)，應(yīng)該能夠掌握流體的主要物理物質(zhì)；能夠掌握流體靜壓強(qiáng)的分布規(guī)律和總壓力的計(jì)算；能夠掌握不可壓縮、恒定流動(dòng)條件下理想流體與粘性流體的基本概念、流動(dòng)規(guī)律、基本方程；能夠運(yùn)用基本理論和基本方程分析一些基本流動(dòng)，掌握流體在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下基本力學(xué)參量計(jì)算的基本方法；能夠掌握孔口、管嘴、短管、長(zhǎng)管的計(jì)

2、算；能夠掌握明渠均勻流的水力計(jì)算，掌握恒定明渠非均勻漸變流的微分方程，學(xué)會(huì)分析水面曲線；能夠掌握堰流分類(lèi)及其計(jì)算；能夠掌握滲流基本定律，了解完全井的浸潤(rùn)線方程和出流量計(jì)算；能夠正確理解因次分析和相似原理對(duì)實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)意義。本課程以課堂講授為主，兼培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，通過(guò)平時(shí)作業(yè)鞏固學(xué)生所學(xué)的知識(shí)。以最終考試評(píng)定該門(mén)課程的成績(jī)，檢驗(yàn)最終教學(xué)效果?？己藘?nèi)容為各章主要內(nèi)容。二、考查要點(diǎn)和目標(biāo)第一章 緒 論1. 了解流體的主要物理性質(zhì)：慣性，重力特性，粘性和壓縮性和膨脹性，理解掌握流體的粘性和牛頓內(nèi)摩擦定律。2. 理解質(zhì)量力和表面力，掌握其表示方法。3. 流體的力學(xué)模型：連續(xù)介質(zhì)模型，理想流體模型，不可

3、壓縮流體模型。了解流體力學(xué)的主要研究方法。第二章 流體靜力學(xué)1. 理解和掌握靜壓強(qiáng)及其特性。2. 了解歐拉平衡微分方程的推導(dǎo)，理解歐拉平衡微分方程的物理意義。3. 掌握流體靜力學(xué)基本方程，掌握點(diǎn)壓強(qiáng)的計(jì)算方法，掌握壓強(qiáng)的計(jì)算基準(zhǔn)和表示方法，掌握靜壓強(qiáng)分布圖，了解壓強(qiáng)的量測(cè)方法。4. 掌握計(jì)算作用于平面和曲面上的液體總壓力。第三章 流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)1. 了解描述流體運(yùn)動(dòng)的兩種方法：拉格朗日法，歐拉法；了解質(zhì)點(diǎn)加速度表達(dá)式。2. 掌握跡線、流線的概念；掌握描述流體運(yùn)動(dòng)的一些基本概念：流管和流束，過(guò)流斷面，元流和總流，流量，斷面平均流速等。3. 掌握流體運(yùn)動(dòng)的連續(xù)性微分方程和總流的連續(xù)性方程。4. 了

4、解流體運(yùn)動(dòng)微分方程。5. 掌握實(shí)際流體元流和總流伯努利方程 的物理意義、幾何意義以及應(yīng)用。 6. 掌握實(shí)際流體總流動(dòng)量方程的應(yīng)用。 第四章 流動(dòng)阻力和水頭損失1. 理解流動(dòng)阻力的兩種形式。 2. 了解雷諾實(shí)驗(yàn)過(guò)程，了解層流與紊流流態(tài)的特點(diǎn)，掌握流態(tài)判別標(biāo)準(zhǔn)。3. 了解均勻流基本方程式的推導(dǎo)和圓管均勻流過(guò)流斷面剪應(yīng)力分布。4. 了解圓管中層流運(yùn)動(dòng)的流速分布，掌握層流沿程損失的計(jì)算公式。5. 掌握?qǐng)A管紊流特征及分析方法。6. 理解尼古拉茲實(shí)驗(yàn)，掌握工業(yè)管道的流動(dòng)阻力特性及水頭損失計(jì)算。7. 了解邊界層概念與繞流阻力。 第五章 孔口、管嘴出流和有壓管流1. 掌握恒定薄壁孔口及圓柱形外管嘴出流流量的計(jì)

5、算方法。2. 掌握簡(jiǎn)單短管和長(zhǎng)管中的恒定有壓流計(jì)算。3. 掌握并聯(lián)及串聯(lián)長(zhǎng)管中的恒定有壓流計(jì)算。 4. 了解有壓管道中的水擊。第六章 明渠水流1. 了解明渠的分類(lèi)，理解棱柱型渠道與非棱柱型渠道，掌握順坡、平坡和逆坡渠道的概念。2. 掌握恒定明渠均勻流的特征和產(chǎn)生條件。3. 掌握謝才公式、曼寧公式。4. 掌握水力最優(yōu)斷面和允許流速。5. 掌握渠道輸水能力水力計(jì)算，掌握確定渠道底坡和渠道斷面尺寸的方法。6. 了解無(wú)壓圓管均勻流的水力計(jì)算方法。7. 了解恒定明渠非均勻流特征及產(chǎn)生條件。8. 理解斷面單位能量、臨界水深，掌握急流、緩流、臨界流的判別標(biāo)準(zhǔn)。了解水躍的基本方程。9. 了解明渠恒定非均勻漸變

6、流的基本微分方程以及水面曲線定性分析。第七章 堰 流1. 掌握堰流分類(lèi)及其計(jì)算。第八章 滲 流1. 掌握滲流基本定律，了解完全井的浸潤(rùn)線方程和出流量計(jì)算。第九章 量綱分析和相似原理1. 理解量綱和諧原理, 掌握瑞利法和定理。2. 了解流動(dòng)相似的概念，掌握常用的相似準(zhǔn)則。 三、有關(guān)說(shuō)明和實(shí)施要求（一）、本大綱在考核目標(biāo)中，按照“了解、理解、掌握”三個(gè)層次規(guī)定其應(yīng)達(dá)到的能力層次要求。三個(gè)能力層次是遞進(jìn)等級(jí)關(guān)系。各能力層次的含義是：了解：要求對(duì)有關(guān)的概念、知識(shí)的含義能正確地認(rèn)識(shí)和表達(dá)，是低層次的要求。理解：要求能全面把握基本概念、基本性質(zhì)、基本方法，并有分析、計(jì)算問(wèn)題的能力，是中等層次的要求。掌握：

7、要求對(duì)內(nèi)容理解透徹，并具有分析、計(jì)算問(wèn)題和靈活應(yīng)用的能力，是高層次的要求。（二）、教材教材：流體力學(xué)（劉鶴年主編，武漢大學(xué)出版社）（三）、關(guān)于命題考試的若干規(guī)定1本大綱各章所規(guī)定的基本要求、知識(shí)點(diǎn)都是考試內(nèi)容?？荚噧?nèi)容要覆蓋到章，并適當(dāng)突出重點(diǎn)章節(jié)，加大重點(diǎn)內(nèi)容的覆蓋密度。2本課程在試卷中對(duì)不同能力層次要求的分?jǐn)?shù)比例大致是：“了解”占10%，“理解”占20%，“掌握”占70%。3合理安排試題的難易程度。試題的難易程度可分為：易、較易、較難和難四個(gè)等級(jí)。每份試卷中不同難度試題的一般比例為：2：3：3：2。4本課程考試采用的主要題型為：?jiǎn)雾?xiàng)選擇題（20分）、填空題（10分）、名詞解釋題（10分）、

8、簡(jiǎn)答題（10分）、計(jì)算題（50分）5個(gè)題型四、考試形式閉卷五、附錄-題型舉例一、 選擇題1垂直放置的矩形平板擋水，水深2m，水寬5m，平板所受靜水總壓力為 （ ） a. kN b. 49kN c. 98kN d. 196kN2已知水管內(nèi)徑為5cm，管內(nèi)斷面平均流速為1m/s,水動(dòng)力粘滯系數(shù)為·s,問(wèn)流動(dòng)形態(tài)為 （ ）a. 層流 b. 紊流 c. 非恒定流 d. 非均勻流二、 填空題1局部水頭損失產(chǎn)生的主要原因是 2水躍區(qū)由 與主流區(qū)組成。3雷諾數(shù)表征慣性力與 之比。三、名詞解釋題1. 相對(duì)壓強(qiáng)2. 臨界水深四、簡(jiǎn)答題1壓力體的作用是什么？如何確定壓力體？2為什么要將圓柱形外管嘴的管嘴長(zhǎng)度l和直徑d之比限定為 ？五、計(jì)算題1密封盛水容器，水深h1=60cm、h2=100cm，水銀測(cè)壓計(jì)