《流体力学》学习指导与考试大纲

1、流体力学学习指导与考试大纲一、课程的性质与设置目的和要求本课程是土木工程专业的专业基础课程之一，它的任务和目的是使学生掌握流体力学的基本概念、基本原理、基本方法和基本技能，并具有一定的分析、解决本专业中涉及流体力学问题的能力，为学习后续专业课程、从事专业技术工作或进行科学研究打下坚实的基础。要求学生通过本课程学习，应该能够掌握流体的主要物理物质；能够掌握流体静压强的分布规律和总压力的计算；能够掌握不可压缩、恒定流动条件下理想流体与粘性流体的基本概念、流动规律、基本方程；能够运用基本理论和基本方程分析一些基本流动，掌握流体在运动状态下基本力学参量计算的基本方法；能够掌握孔口、管嘴、短管、长管的计

2、算；能够掌握明渠均匀流的水力计算，掌握恒定明渠非均匀渐变流的微分方程，学会分析水面曲线；能够掌握堰流分类及其计算；能够掌握渗流基本定律，了解完全井的浸润线方程和出流量计算；能够正确理解因次分析和相似原理对实验的指导意义。本课程以课堂讲授为主，兼培养学生的自学能力，通过平时作业巩固学生所学的知识。以最终考试评定该门课程的成绩，检验最终教学效果。考核内容为各章主要内容。二、考查要点和目标第一章 绪 论1. 了解流体的主要物理性质：惯性，重力特性，粘性和压缩性和膨胀性，理解掌握流体的粘性和牛顿内摩擦定律。2. 理解质量力和表面力，掌握其表示方法。3. 流体的力学模型：连续介质模型，理想流体模型，不可

3、压缩流体模型。了解流体力学的主要研究方法。第二章 流体静力学1. 理解和掌握静压强及其特性。2. 了解欧拉平衡微分方程的推导，理解欧拉平衡微分方程的物理意义。3. 掌握流体静力学基本方程，掌握点压强的计算方法，掌握压强的计算基准和表示方法，掌握静压强分布图，了解压强的量测方法。4. 掌握计算作用于平面和曲面上的液体总压力。第三章 流体动力学基础1. 了解描述流体运动的两种方法：拉格朗日法，欧拉法；了解质点加速度表达式。2. 掌握迹线、流线的概念；掌握描述流体运动的一些基本概念：流管和流束，过流断面，元流和总流，流量，断面平均流速等。3. 掌握流体运动的连续性微分方程和总流的连续性方程。4. 了

4、解流体运动微分方程。5. 掌握实际流体元流和总流伯努利方程 的物理意义、几何意义以及应用。 6. 掌握实际流体总流动量方程的应用。 第四章 流动阻力和水头损失1. 理解流动阻力的两种形式。 2. 了解雷诺实验过程，了解层流与紊流流态的特点，掌握流态判别标准。3. 了解均匀流基本方程式的推导和圆管均匀流过流断面剪应力分布。4. 了解圆管中层流运动的流速分布，掌握层流沿程损失的计算公式。5. 掌握圆管紊流特征及分析方法。6. 理解尼古拉兹实验，掌握工业管道的流动阻力特性及水头损失计算。7. 了解边界层概念与绕流阻力。 第五章 孔口、管嘴出流和有压管流1. 掌握恒定薄壁孔口及圆柱形外管嘴出流流量的计

5、算方法。2. 掌握简单短管和长管中的恒定有压流计算。3. 掌握并联及串联长管中的恒定有压流计算。 4. 了解有压管道中的水击。第六章 明渠水流1. 了解明渠的分类，理解棱柱型渠道与非棱柱型渠道，掌握顺坡、平坡和逆坡渠道的概念。2. 掌握恒定明渠均匀流的特征和产生条件。3. 掌握谢才公式、曼宁公式。4. 掌握水力最优断面和允许流速。5. 掌握渠道输水能力水力计算，掌握确定渠道底坡和渠道断面尺寸的方法。6. 了解无压圆管均匀流的水力计算方法。7. 了解恒定明渠非均匀流特征及产生条件。8. 理解断面单位能量、临界水深，掌握急流、缓流、临界流的判别标准。了解水跃的基本方程。9. 了解明渠恒定非均匀渐变

6、流的基本微分方程以及水面曲线定性分析。第七章 堰 流1. 掌握堰流分类及其计算。第八章 渗 流1. 掌握渗流基本定律，了解完全井的浸润线方程和出流量计算。第九章 量纲分析和相似原理1. 理解量纲和谐原理, 掌握瑞利法和定理。2. 了解流动相似的概念，掌握常用的相似准则。 三、有关说明和实施要求（一）、本大纲在考核目标中，按照“了解、理解、掌握”三个层次规定其应达到的能力层次要求。三个能力层次是递进等级关系。各能力层次的含义是：了解：要求对有关的概念、知识的含义能正确地认识和表达，是低层次的要求。理解：要求能全面把握基本概念、基本性质、基本方法，并有分析、计算问题的能力，是中等层次的要求。掌握：

7、要求对内容理解透彻，并具有分析、计算问题和灵活应用的能力，是高层次的要求。（二）、教材教材：流体力学（刘鹤年主编，武汉大学出版社）（三）、关于命题考试的若干规定1本大纲各章所规定的基本要求、知识点都是考试内容。考试内容要覆盖到章，并适当突出重点章节，加大重点内容的覆盖密度。2本课程在试卷中对不同能力层次要求的分数比例大致是：“了解”占10%，“理解”占20%，“掌握”占70%。3合理安排试题的难易程度。试题的难易程度可分为：易、较易、较难和难四个等级。每份试卷中不同难度试题的一般比例为：2：3：3：2。4本课程考试采用的主要题型为：单项选择题（20分）、填空题（10分）、名词解释题（10分）、

8、简答题（10分）、计算题（50分）5个题型四、考试形式闭卷五、附录-题型举例一、 选择题1垂直放置的矩形平板挡水，水深2m，水宽5m，平板所受静水总压力为 （ ） a. kN b. 49kN c. 98kN d. 196kN2已知水管内径为5cm，管内断面平均流速为1m/s,水动力粘滞系数为·s,问流动形态为 （ ）a. 层流 b. 紊流 c. 非恒定流 d. 非均匀流二、 填空题1局部水头损失产生的主要原因是 2水跃区由 与主流区组成。3雷诺数表征惯性力与 之比。三、名词解释题1. 相对压强2. 临界水深四、简答题1压力体的作用是什么？如何确定压力体？2为什么要将圆柱形外管嘴的管嘴长度l和直径d之比限定为 ？五、计算题1密封盛水容器，水深h1=60cm、h2=100cm，水银测压计