河北工程大学水力学2011考研大纲

　　课程名称： 水力学

　　课程编码： 806

　　适用专业：水力学及河流动力学、水文学与水资源、水工结构工程、 水利水电工程、农业水土工程

　　一、考试性质

　　水力学是河北工程大学为招收水力学及河流动力学、水文学与水资源、水工结构工程、水利水电工程、农业水土工程专业硕士研究生而设置的全国研究生业务课程考试科目，属学校自行命题的性质。它的评价标准是高等学校优秀毕业生能达到的及格或及格以上水平，以保证被录取者具备基本的水力学理论知识并有利招生学校在专业上择优选拔

　　二、考试的学科范围

　　应考范围包括：水力学所包含的静水力学、恒定总流的运动分析、液体流动型态和水头损失、有压管道流动、明渠水流、过流建筑物的水力设计计算、液体运动流场理论、渗流理论、相似原理和模型试验基础等内容。

　　三、评价目标

　　水力学考试的目标在于考查学生对水力学的基本原理、基本概念的掌握和分析求解水力学基本问题的能力。考生应能：

　　1、正确理解水力学的基本概念，如粘滞性、层流和紊流，急流和缓流，雷诺数和佛汝德数等。

　　2、掌握总流运动分析方法和连续方程、能量方程、动量方程，能应用三大方程解决实际工程中的水力学问题。

　　3、熟练进行水流流态的判别，正确理解水头损失产生的原因，掌握沿程水力摩擦系数的变化规律，熟练掌握沿程水头损失和局部水头损失的计算。

　　4、能进行水流运动分析，掌握常见工程水力计算的方法，包括静水压力的计算和水力荷载的确定，管道、明渠和其它过流建筑物断面尺寸和过流能力的确定，水流衔接和消能设施的设计计算，渗流计算等。

　　5、初步了解液体运动三维分析方法和基本方程。

　　6、对量纲分析方法和水力学模型试验基本原理有一定的了解。

　　7、掌握常见水力要素(水位、压强、流速和流量)的量测技能并具有分析实验数据、编写报告的能力。

　　四、考试形式与试卷结构

　　1、 答卷方式：闭卷，笔试;试卷中的所有题目按试卷要求回答。

　　2、 试卷分数：满分为150分。

　　3、 试卷结构及题型比例：

　　试卷主要分为四部分，即：基本概念题(填空、判断、简答等)，约40%;绘图题，约30%;应用计算题约30%。

　　五、考试内容要点

　　(一)绪论

　　1、水力学的任务、在专业中的作用和研究方法。

　　2、液体的基本特征和主要物理力学性质。

　　3、牛顿内摩擦定律和粘滞系数。

　　4、连续介质、理想液体和实际液体的概念。

　　5、作用在流体上两种力：质量力和表面力

　　(二)水静力学

　　1、静水压强及其两个特性

　　2、液体平衡微分方程及其积分，等压面和等压面方程

　　3、重力作用下静水压强基本方程及应用

　　4、静水压强基本方程的几何意义与能量意义：位置水头、压强水头和测管水头。

　　5、静水压强的表示方法与测量，绝对压强、相对压强和真空度。

　　6、静水压强分布图和平面上静水总压力的计算。

　　7、曲面上静水总压力的分解和计算，压力体的构成及作用力方向的判别。

　　8、两种质量力作用下的液体相对平衡及压强计算。

　　(三)恒定总流的运动分析

　　1、描述液体运动的两种方法，拉格朗日法和欧拉法。

　　2、液体运动的分类和基本概念，恒定与非恒定流，均匀与非均匀流，渐变流与急变流，流线与迹线，总流、元流、过水断面与断面平均流速，一元流、二元流、三元流。

　　3、恒定不可压缩液体总流连续性方程及其应用。

　　4、元流和总流的能量方程，使用注意事项及几何意义。

　　5、恒定总流能量方程的应用。

　　6、恒定总流动量方程，使用注意事项及应用实例。

　　7、量纲分析，π定理的基本内容和方法。

　　(四)液体流动型态和水头损失

　　1、水头损失的本质和分类。

　　2、均匀流沿程损失与水流阻力的关系，计算沿程水头损失的基本公式--达西公式。

　　3、实际液体运动的两种型态：层流与紊流的形成与判别。雷诺数的物理意义。

　　4、圆管层流运动过水断面上的流速分布和沿程水头损失计算。沿程水力摩阻系数与雷诺数的关系。

　　5、紊流的特征和附加切应力的产生，紊流中粘性底层的概念，过流断面，流速分布。

　　6、尼古拉兹实验和沿程水力摩阻系数的变化规律及计算。

　　7、计算沿程水头损失的经验公式-- 舍齐公式、曼宁公式和粗糙系数

　　8、局部水头损失的特点和计算

　　9、绕流阻力和边界层简介

　　(五)有压管道流动

　　1、有压管道流动的特点及分类。

　　2、简单管道水力设计计算和管流水头线的绘制。

　　3、复杂管道水力设计计算(串联管道，并联管道，*分叉管道和沿程泄流管)。

　　4、水击波传播过程和水击分类，水击波波速和直接水击计算，间接水击计算介绍。

　　(六)明渠水流

　　1、明渠水流的特点和分类，明渠断面的水力要素。

　　2、明渠均匀流的特性及产生条件，明渠均匀流基本公式。

　　3、水力最佳断面、允许流速和糙率的确定。

　　4、正常水深和明渠均匀流水力设计计算。

　　5、明渠非均匀渐变流的流动特点，明渠水流三种运动状态及其判别，佛汝德数的物理意义。

　　6、断面比能，临界水深、临界底坡的概念，变化规律及计算。

　　7、明渠非均匀急变流的两种现象：水跃和水跌。

　　8、明渠恒定非均匀渐变流的微分方程，棱柱体明渠水面曲线分析与衔接。

　　9、逐段试算与计算法计算明渠恒定非均匀渐变流的水面曲线。

　　10、弯道水流特征和运动分析。

　　11、水跃方程和共轭水深计算，棱柱体水平明渠中水跃能 量损失和跃长计算。

　　(七)过流建筑物的水力设计计算

　　1、堰闸出流的特点的区别，堰流的类型和基本公式。

　　2、薄壁堰水力计算，实用堰的水力计算和曲线型实用堰剖面形状的确定，宽顶堰水力设计计算。

　　3、闸孔出流基本公式和水力设计计算。

　　4、泄水建筑物下游水流衔接与消能的方式。

　　5、底流消能水力设计计算，消力池深和长度的确定。

　　6、挑流消能水力设计计算介绍。

　　(八)液体运动流场理论

　　1、质点运动加速度和运动基本形式，有旋流和无旋流(有势流)的概念和判别。

　　2、三维流动的连续性方程。

　　3、理想液体与实际液体运动的微分方程及其物理意义。

　　4、恒定平面势流的流函数、流速势函数性质及两者相互关系。

　　5、流网原理解平面势流。

　　(九)渗流理论

　　1、渗流基本概念和渗流模型。

　　2、达西定律及其应用条件，渗透系数。

　　3、地下河槽均匀渗流和非均匀渐变渗流的基本公式---杜比公式。

　　4、棱柱体地下河槽恒定渐变渗流的浸润曲线。

　　5、井及井群渗流计算，渗流场计算方法介绍。

　　(十)相似原理和模型试验基础

　　1、相似现象和相似特征。单项力作用下的相似准则(重力相似准则和阻力相似准则)，模型比尺。

　　2、水力学模型设计方法介绍。

　　六、主要参考教材

　　1、成都科技大学吴持恭主编的《水力学》，高等教育出版社，2003年11月第三版。

　　2、清华大学董增南，余常昭主编的《水力学》上、下册，高等教育出版社，1995年。