蘇州科技大學2021年碩士研究生入學初試考試大綱

    命題學院：環(huán)境科學與工程學院

    考試科目名稱：水力學

    說明：常規(guī)考試用具及帶有函數(shù)計算和四則運算的普通計算器。

    一、考試基本要求

    《水力學》考試大綱適用于報考市政工程、（專業(yè)學位）土木水利（市政工程方向）專業(yè)碩士研究生的入學考試。本考試是為招收市政工程、（專業(yè)學位）土木水利（市政工程方向）專業(yè)碩士生而擬設的具有選拔功能的考試，其主要目的是考察考生對水力學基本理論和基本計算方法的掌握程度。

    二、考試內(nèi)容和考試要求

    1.緒論

    水力學及其任務；作用在液體上的力；液體的主要物理性質(zhì)。

    （1）掌握流動性的定義、連續(xù)介質(zhì)模型及質(zhì)點的概念；

    （2）掌握作用在液體上的力的分類及表示方法；

    （3）掌握液體的主要物理性質(zhì)：慣性、黏滯性（牛頓摩擦定律）、壓縮性與熱脹性，表面張力特性、汽化壓強特性。

    2.水靜力學

    靜止液體中壓強的特性；液體平衡微分方程；重力作用下靜止液體中壓強的分布規(guī)律；液柱式測壓計；液體作用在平面壁上的總壓力；液體作用在曲面壁上的總壓力。

    （1）掌握液體靜壓強的定義、液體靜壓強的兩個基本特性；

    （2）掌握等壓面的概念及判別方法；

    （3）掌握重力作用下靜止液體中壓強的分布規(guī)律、水靜力學基本方程式及其物理意義、靜止液體中任一點壓強的計算方法、壓強的度量方法（絕對壓強、相對壓強、真空壓強的定義及換算）、壓強的計量單位；

    （4）掌握液柱式測壓計的基本原理及應用；

    （5）掌握液體作用在平面壁上的總壓力的計算方法；

    （6）掌握液體作用在曲面壁上的總壓力的計算方法。

    3.水動力學基礎

    液體運動的描述方法；歐拉法的基本概念；連續(xù)性方程；液體運動微分方程；伯努利方程；動量方程。

    （1）掌握液體運動的描述方法（歐拉法）的基本概念、加速度的計算方法；

    （2）掌握流體運動的基本分類及定義（恒定流和非恒定流、一元二元三元流動、均勻流和非均勻流）；

    （3）掌握流線和跡線的基本概念及方程；

    （4）掌握總流和元流、流量和斷面平均流速的概念；

    （5）掌握恒定總流連續(xù)性方程、伯努利方程、動量方程及其物理意義，熟練運用恒定總流連續(xù)性方程、伯努利方程和動量方程求解實際問題。

    （6）掌握流體微團運動的基本組成，理解有旋流動和無旋流動（勢流）的概念、流函數(shù)與勢函數(shù)的概念、勢流疊加的基本原理。

    4.相似原理和量綱分析

    相似原理；模型實驗；量綱分析方法。

    （1）掌握流動相似（幾何相似、運動相似、動力相似）的概念、模型與原型的概念、相似比尺的定義；

    （2）掌握力學相似準則（雷諾準則、弗勞德準則、歐拉準則）；

    （3）掌握常見流動模型律的選擇依據(jù)、模型設計的基本方法；

    （4）掌握量綱、基本量綱、導出量綱、無量綱量的概念；

    （5）掌握量綱和諧原理及量綱分析方法（瑞利法和π定理）。

    5.水頭損失

    水頭損失的分類、雷諾實驗與流態(tài)、沿程水頭損失與切應力的關(guān)系、圓管中的層流運動、液體的紊流運動、紊流的沿程水頭損失、局部水頭損失、邊界層與繞流阻力。

    （1）掌握流動阻力和水頭損失的分類及產(chǎn)生原因、水頭損失的基本計算公式；

    （2）掌握雷諾實驗的設計及實驗現(xiàn)象、層流與紊流兩種不同流態(tài)的流動現(xiàn)象、不同流態(tài)下沿程水頭損失與斷面平均流速的關(guān)系、圓管及非圓管流態(tài)判別方法、雷諾數(shù)的定義；

    （3）理解沿程水頭損失與切應力的關(guān)系（均勻流動基本方程式）、圓管均勻流過水斷面上切應力分布規(guī)律；

    （4）掌握圓管中層流運動的基本性質(zhì)（流速分布、斷面平均流速、流量、動能修正系數(shù)、動量修正系數(shù)）、圓管層流水頭損失的計算公式；

    （5）掌握液體紊流運動基本特征（紊流脈動的概念）、紊流的時均化方法、紊流切應力（黏性切應力與附加切應力的概念）、混合長理論的基本概念、紊流斷面流速分布、黏性底層的概念；

    （6）掌握尼古拉茲阻力實驗的設計、尼古拉茲阻力分區(qū)的概念、沿程阻力系數(shù)的變化特性及影響因素、工業(yè)管道（圓管及非圓管）沿程阻力系數(shù)的確定方法；

    （7）理解管道局部損失產(chǎn)生的原因，掌握局部損失的計算方法、突然擴大管及突然縮小管局部阻力系數(shù)的計算公式。

    （8）掌握邊界層的基本概念及繞流阻力的基本概念、懸浮速度的定義。

    6.有壓管流

    短管的水力計算；長管的水力計算；有壓管流中的水擊。

    （1）掌握短管與長管的概念、水力計算方法；

    （2）掌握串聯(lián)管路、并聯(lián)管路、沿程均勻泄流管路的計算方法；

    （3）掌握有壓管流中水擊現(xiàn)象產(chǎn)生的原因及傳播過程、直接水擊與間接水擊的定義、水擊波傳播速度的影響因素、防止水擊危害的措施。

    7.明渠流動

    明渠流動概述、明渠均勻流、明渠非均勻流。

    （1）掌握明渠流動的基本特征、底坡的定義及分類、棱柱形渠道與非棱柱形渠道的定義；

    （2）掌握明渠均勻流的形成條件及特征、梯形斷面明渠的幾何要素、明渠均勻流的水力計算、水力最優(yōu)斷面的概念；

    （3）掌握無壓圓管均勻流的基本特征、無壓圓管斷面的幾何要素、無壓圓管的水力計算、輸水性能最優(yōu)充滿度與設計充滿度的概念、最大充滿度與設計流速的概念；

    （4）掌握明渠流動的流態(tài)（緩流、急流與臨界流）判別方法、斷面單位能量的概念、臨界水深及臨界底坡的定義與計算、弗勞德數(shù)的概念、水躍與水跌的基本概念；

    （5）掌握棱柱形渠道非均勻漸變流水面曲線的分析方法、變底坡棱柱形渠道非均勻漸變流水面曲線繪制。

    8.孔口、管嘴出流與堰流

    孔口出流；管嘴出流；堰流。

    （1）掌握孔口出流的基本分類、薄壁小孔口恒定出流的計算、孔口變水頭出流的計算；

    （2）掌握圓柱形外觀嘴恒定出流的計算、圓柱形外管嘴的正常工作條件；

    （3）掌握堰和堰流的定義、分類與計算。

    9.滲流

    滲流現(xiàn)象與滲流模型；達西滲流定律；地下水漸變滲流；井和井群。

    （1）掌握滲流模型、滲流速度的定義；

    （2）掌握滲流達西定律、滲透系數(shù)的定義；

    （3）掌握地下水漸變滲流的杜比公式；

    （4）掌握井和井群分分類和定義、水力計算。

    三、考試基本題型和考試方式

    基本題型可能包括：名詞解釋、證明題、問答題、計算題、繪圖題。

    考試方式：閉卷，考試時間為180分鐘，試卷滿分為150分。

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