河北工程大學水力學2011年考研大綱

　　河北工程大學水力學碩士研究生招生考試初試自命題科目考試大綱

　　課程名稱： 水力學

　　課程編碼： 806

　　適用專業：水力學及河流動力學、水文學與水資源、水工結構工程、 水利水電工程、農業水土工程

　　一、考試性質

　　水力學是河北工程大學為招收水力學及河流動力學、水文學與水資源、水工結構工程、水利水電工程、農業水土工程專業碩士研究生而設置的全國研究生業務課程考試科目，屬學校自行命題的性質。它的評價標準是高等學校優秀畢業生能達到的及格或及格以上水平，以保證被錄取者具備基本的水力學理論知識并有利招生學校在專業上擇優選拔

　　二、考試的學科范圍

　　應考范圍包括：水力學所包含的靜水力學、恒定總流的運動分析、液體流動型態和水頭損失、有壓管道流動、明渠水流、過流建筑物的水力設計計算、液體運動流場理論、滲流理論、相似原理和模型試驗基礎等內容。

　　三、評價目標

　　水力學考試的目標在于考查學生對水力學的基本原理、基本概念的掌握和分析求解水力學基本問題的能力。考生應能：

　　1、正確理解水力學的基本概念，如粘滯性、層流和紊流，急流和緩流，雷諾數和佛汝德數等。

　　2、掌握總流運動分析方法和連續方程、能量方程、動量方程，能應用三大方程解決實際工程中的水力學問題。

　　3、熟練進行水流流態的判別，正確理解水頭損失產生的原因，掌握沿程水力摩擦系數的變化規律，熟練掌握沿程水頭損失和局部水頭損失的計算。

　　4、能進行水流運動分析，掌握常見工程水力計算的方法，包括靜水壓力的計算和水力荷載的確定，管道、明渠和其它過流建筑物斷面尺寸和過流能力的確定，水流銜接和消能設施的設計計算，滲流計算等。

　　5、初步了解液體運動三維分析方法和基本方程。

　　6、對量綱分析方法和水力學模型試驗基本原理有一定的了解。

　　7、掌握常見水力要素(水位、壓強、流速和流量)的量測技能并具有分析實驗數據、編寫報告的能力。

　　四、考試形式與試卷結構

　　1、 答卷方式：閉卷，筆試;試卷中的所有題目按試卷要求回答。

　　2、 試卷分數：滿分為150分。

　　3、 試卷結構及題型比例：

　　試卷主要分為四部分，即：基本概念題(填空、判斷、簡答等)，約40%;繪圖題，約30%;應用計算題約30%。

　五、考試內容要點

　　(一)緒論

　　1、水力學的任務、在專業中的作用和研究方法。

　　2、液體的基本特征和主要物理力學性質。

　　3、牛頓內摩擦定律和粘滯系數。

　　4、連續介質、理想液體和實際液體的概念。

　　5、作用在流體上兩種力：質量力和表面力

　　(二)水靜力學

　　1、靜水壓強及其兩個特性

　　2、液體平衡微分方程及其積分，等壓面和等壓面方程

　　3、重力作用下靜水壓強基本方程及應用

　　4、靜水壓強基本方程的幾何意義與能量意義：位置水頭、壓強水頭和測管水頭。

　　5、靜水壓強的表示方法與測量，絕對壓強、相對壓強和真空度。

　　6、靜水壓強分布圖和平面上靜水總壓力的計算。

　　7、曲面上靜水總壓力的分解和計算，壓力體的構成及作用力方向的判別。

　　8、兩種質量力作用下的液體相對平衡及壓強計算。

　　(三)恒定總流的運動分析

　　1、描述液體運動的兩種方法，拉格朗日法和歐拉法。

　　2、液體運動的分類和基本概念，恒定與非恒定流，均勻與非均勻流，漸變流與急變流，流線與跡線，總流、元流、過水斷面與斷面平均流速，一元流、二元流、三元流。

　　3、恒定不可壓縮液體總流連續性方程及其應用。

　　4、元流和總流的能量方程，使用注意事項及幾何意義。

　　5、恒定總流能量方程的應用。

　　6、恒定總流動量方程，使用注意事項及應用實例。

　　7、量綱分析，π定理的基本內容和方法。

　　(四)液體流動型態和水頭損失

　　1、水頭損失的本質和分類。

　　2、均勻流沿程損失與水流阻力的關系，計算沿程水頭損失的基本公式——達西公式。

　　3、實際液體運動的兩種型態：層流與紊流的形成與判別。雷諾數的物理意義。

　　4、圓管層流運動過水斷面上的流速分布和沿程水頭損失計算。沿程水力摩阻系數與雷諾數的關系。

　　5、紊流的特征和附加切應力的產生，紊流中粘性底層的概念，過流斷面，流速分布。

　　6、尼古拉茲實驗和沿程水力摩阻系數的變化規律及計算。

　　7、計算沿程水頭損失的經驗公式—— 舍齊公式、曼寧公式和粗糙系數

　　8、局部水頭損失的特點和計算

　　9、繞流阻力和邊界層簡介

　　(五)有壓管道流動

　　1、有壓管道流動的特點及分類。

　　2、簡單管道水力設計計算和管流水頭線的繪制。

　　3、復雜管道水力設計計算(串聯管道，并聯管道，*分叉管道和沿程泄流管)。

　　4、水擊波傳播過程和水擊分類，水擊波波速和直接水擊計算，間接水擊計算介紹。

　　(六)明渠水流

　　1、明渠水流的特點和分類，明渠斷面的水力要素。

　　2、明渠均勻流的特性及產生條件，明渠均勻流基本公式。

　　3、水力比較佳斷面、允許流速和糙率的確定。

　　4、正常水深和明渠均勻流水力設計計算。

　　5、明渠非均勻漸變流的流動特點，明渠水流三種運動狀態及其判別，佛汝德數的物理意義。

　　6、斷面比能，臨界水深、臨界底坡的概念，變化規律及計算。

　　7、明渠非均勻急變流的兩種現象：水躍和水跌。

　　8、明渠恒定非均勻漸變流的微分方程，棱柱體明渠水面曲線分析與銜接。

　　9、逐段試算與計算法計算明渠恒定非均勻漸變流的水面曲線。

　　10、彎道水流特征和運動分析。

　　11、水躍方程和共軛水深計算，棱柱體水平明渠中水躍能 量損失和躍長計算。

　　(七)過流建筑物的水力設計計算

　　1、堰閘出流的特點的區別，堰流的類型和基本公式。

　　2、薄壁堰水力計算，實用堰的水力計算和曲線型實用堰剖面形狀的確定，寬頂堰水力設計計算。

　　3、閘孔出流基本公式和水力設計計算。

　　4、泄水建筑物下游水流銜接與消能的方式。

　　5、底流消能水力設計計算，消力池深和長度的確定。

　　6、挑流消能水力設計計算介紹。

　　(八)液體運動流場理論

　　1、質點運動加速度和運動基本形式，有旋流和無旋流(有勢流)的概念和判別。

　　2、三維流動的連續性方程。

　　3、理想液體與實際液體運動的微分方程及其物理意義。

　　4、恒定平面勢流的流函數、流速勢函數性質及兩者相互關系。

　　5、流網原理解平面勢流。

　　(九)滲流理論

　　1、滲流基本概念和滲流模型。

　　2、達西定律及其應用條件，滲透系數。

　　3、地下河槽均勻滲流和非均勻漸變滲流的基本公式———杜比公式。

　　4、棱柱體地下河槽恒定漸變滲流的浸潤曲線。

　　5、井及井群滲流計算，滲流場計算方法介紹。

　　(十)相似原理和模型試驗基礎

　　1、相似現象和相似特征。單項力作用下的相似準則(重力相似準則和阻力相似準則)，模型比尺。

　　2、水力學模型設計方法介紹。

　　六、主要參考教材

　　1、成都科技大學吳持恭主編的《水力學》，高等教育出版社，2003年11月第三版。

　　2、清華大學董增南，余常昭主編的《水力學》上、下冊，高等教育出版社，1995年。