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2026年研究生初試自命題考試大綱--石油與天然氣工程

805《工程流體力學》

一、考查目標

“流體力學”是現代力學的重要分支，《工程流體力學》是“石油與天然氣工程”學科的專業基礎課。本科目的考試內容主要包括流體物理性質，流體靜力學，流體運動學，流體動力學，量綱分析與相似原理，壓力管路、孔口和管嘴出流的水力計算，粘性流體力學基礎，氣體動力學基礎等八部分內容。要求考生對工程流體力學的基本概念有較深入的了解，能夠熟練地掌握基本方程的推導，并具有綜合運用所學知識分析問題和解決問題的能力，為今后進一步學習其他課程和開展科學研究打下扎實的基礎。

二、考試形式與試卷結構

1、考試形式

考試形式為閉卷、筆試。

2、試卷結構

填空題、選擇題、名詞解釋、簡答題、計算題，滿分150分。

三、考試內容

1、流體的物理性質

了解流體的概念及特性;正確理解流體連續介質模型;掌握流體的主要物理性質;理解理想流體和實際流體、不可壓縮流體和可壓縮流體的概念;會分析作用在流體上的力。

1) 流體的基本概念。流體力學的研究對象、連續介質假設及其適用條件。

2) 流體的主要力學性質。密度、壓縮性、膨脹性、粘性和界面張力。

3) 作用在流體上的力。質量力、慣性力、表面力的含義。

2、流體靜力學

掌握流體靜壓力及其特性;了解流體平衡微分方程。

1)流體靜壓力及其特性。靜壓力的概念和兩個重要特性。

2)流體平衡微分方程式及流體靜力學基本方程的推導及應用、等壓面含義的理解。

3)流體靜力學基本公式及其應用。流體靜壓力的計量標準及其表示方法。流體靜壓力的測量。

4)靜止流體作用在平面上的總壓力。掌握總壓力和壓力中心概念。

5)靜止流體作用在曲面上總壓力。掌握總壓力計算，理解壓力體的概念。

6)浮力與穩定性。潛體的潛浮及平衡，浮體的平衡。

3、流體運動學

1)掌握流體質點和空間點概念、拉格朗日法和歐拉法及其兩種表示方法的相互轉換。

2)流體運動的分類、跡線和流線的概念及其微分方程的求解，理解流管、流量等概念及其計算。

3)理解系統與控制體概念及區別，了解直角坐標系下的連續性微分方程的推導。

4)流體微團運動分析。

4、流體動力學

1)理想流體動力學。歐拉運動微分方程式、伯努利方程及其意義、伯努利方程的實際應用和泵對液體能量的增加。

2)動量方程及其應用。

5、量綱分析與相似原理

1)量綱和諧原理及瑞利法、π定理。

2)流動相似概念、相似原理、相似準則。

3)模型實驗

6、粘性流體力學基礎

1)流動阻力分類，有效斷面的水力要素。

2)流動狀態及判別標準。層流、紊流的概念。

3)圓管中的層流流動。

4)紊流理論分析，紊流沿程水頭損失。

5)邊界層概念。

6)平板層流邊界層、紊流邊界層和混合邊界層。

7)沿曲面的邊界層及其分離現象。

8)局部水頭損失

7、壓力管路、孔口和管嘴出流的水力計算

1)壓力管路的水力計算。簡單長管的水力計算;復雜管路的水力計算;短管的水力計算。

2)水擊現象。

3)孔口和管嘴出流的計算。

8、氣體動力學基礎

一元穩定可壓縮流動基本方程、聲速和馬赫數、氣流參數。

四、推薦書目

楊樹人，王春生主編.工程流體力學(第2版).北京：石油工業出版社.2019.12