一、考试要求:
1、要求考生掌握工程流体力学和传热学的基本概念、基本原理和基本计算 分析方法,具有运用基础理论解决实际问题的能力。 2、考试时携带必要书写工具之外,须携带计算器。 二、考试内容:
1、工程流体力学 (1)流体及其主要物理性质 a)正确理解和掌握流体及连续介质的概念; b)流体主要物理性质:密度、重度和相对密度的关系;流体压缩性、膨 胀性及流体粘性产生原因及温度对流体粘性的影响;牛顿内摩擦定律;正确理解 理想流体和实际流体的概念等; c)作用在流体上的力。 (2)流体静力学 a)熟练掌握流体静压力的概念和二个基本特性; b)掌握用微元体分析法推导流体平衡微分方程的方法,熟练掌握水静力 学基本方程式及应用; c)掌握压强表示方法(绝对压强、表压和真空度)、单位换算关系以及测 量和计算; d)掌握绝对静止与相对静止流体中的等压面和压强分布规律的分析方法; e)掌握在液面压强 p0=pa和 p0≠pa两种情况下静止流体作用在平面和曲面 上的总压力(包括大小、方向和作用点)以及物体浮力的计算方法。 (3)流体运动学与动力学基础 a)正确理解描述流体运动的拉格朗日法、欧拉法,随体导数及其意义; b)掌握稳定流与不稳定流、流线与迹线、有效断面、流量、断面平均流 速、流束与总流、空间和平面及一元流动、动能修正系数、缓变流、水头线(位 置水头线线、测压管水头和总水头线)及水力坡降、流量系数、总压强与驻压强、 泵
的扬程和功率等基本概念; c)掌握欧拉运动方程、连续性方程、伯努利方程及动量方程的推导思路, 并理解方程的物理意义及使用条件和范围,并熟练掌握连续性方程、伯努利方程 和动量方程的应用。 (4)流体阻力和水头损失 a)正确理解和掌握层流、紊流、雷诺数、水力半径、水力光滑与水力粗 糙等概念; b)掌握因次分析和相似原理(特别是各种比尺及三个相似准数:雷诺数、 富劳德数、欧拉数)在试验中的应用; c)掌握用 N-S 方程分析几种典型的层流问题(如圆管层流、平板层流等) 流动规律; d)掌握层流、紊流状态下圆管和非圆管的水头损失(沿程损失及局部损 失)的计算方法。 (5)压力管路的水力计算 a)掌握长管与短管、管路特性曲线、综合阻力系数、作用水头、流量系 数、流速系数、收缩系数的概念; b)熟练掌握长管(包括简单、串联、并联和分支)和短管水力特点和水 力计算; c)熟练掌握孔口、管嘴泄流原理和泄流水力计算方法。 d)掌握水击现象、水击的相长、直接水击和间接水击的概念与水击波传 播的四个过程,会进行水击压力的计算。 2、传热学 (1)绪论 a)基本概念:传热学,热流量,热流密度,热传导,傅里叶定律,热对流, 对流传热,表面传热系数,自然对流,强制对流,热辐射,辐射传热,黑体,传 热过程,总传热系数。 b)基本内容: 掌握热量传递的三种基本方式和传热过程的特点、基本计算公式,能够准确 分析复杂传热过程的构成。 c)基本公式:记忆并掌握公式 1-1、1-3~1-6、1-7 和 1-11。 (2) 稳态热传导 a)基本概念:物质导热机理,温度场,稳态温度场,非稳态温度场,等温 线,等温线的特征,导热的基本定律,温度梯度,导热
系数,保温材料,导热微 分方程,定解条件,热扩散系数,初始条件,边界条件,第一类边界条件,第二 类边界条件,第三类边界条件,辐射边界条件,界面连续条件。 b)基本内容: 1)深刻理解并掌握傅里叶定律。 2)掌握导热系数和导温系数的物理意义及二者的联系和区别;掌握物质导 热系数变化的一般规律;记住常见物质导热系数的大致范围。 3)掌握导热微分方程的物理意义;能够根据问题的物理描述给出工程导热 问题完整的数学描述(导热微分方程+定解条件)。 4)掌握利用理论分析法求解平壁(无源或有源)一维稳态导热问题温度场 的基本过程和步骤。 5)熟练掌握平壁、圆筒壁一维稳态导热的含义及热流量的计算公式。 6)掌握热阻分析法在多层平壁、多层圆筒壁导热问题中的应用。 7)掌握采用能量守恒原理导出肋片一维稳态导热数学模型的方法。 c)基本公式:记忆并掌握公式 2-5、2-7、2-15~2-19、2-20、2-21、2-25、2-30 和 2-32。 (3) 非稳态导热 a)基本概念:非周期性非稳态导热,非正规状况阶段,正规状况阶段,Bi 数及物理意义,集中参数法,时间常数,Fo 数及物理意义。 b)基本内容: 1)能够定性给出非稳态物体内各处温度随时间的演变规律。 2)掌握集总热容系统数学模型的建立,温度分布的导出,温度分布的特点, 时间常数的含义及适用条件。 3)掌握对流边界条件下一维非稳态导热正规状况阶段温度的计算(图解法 和拟合公式法)。 c)基本公式:记忆并掌握公式 3-12,会用公式 3-34、3-37。 (4) 热传导问题的数值解法 a)基本概念:节点,步长,元体,离散方程,Taylor 级数展开法,热平衡 法,中心差分,向前差分,向后差分。 b)基本内容: 1)掌握导