2021大连海事大学气体动力学专业研究生考试大纲 正文

考试科目：气体动力学
一、试卷满分及考试时间
    试卷满分为100分，考试时间为180分钟。
二、答题方式
    答题方式为闭卷、笔试。
三、试卷内容结构
气体动力学100%。

气体动力学
一、绪论
考试内容
气体动力学研究对象；气体动力学研究目的；气体动力学研究方法
考试要求
1. 理解气体动力学的研究对象和研究目的；
2.了解气体动力学的研究方法，掌握气体动力学各研究方法的有缺点及其联系。

二、流体力学基本概念
考试内容
连续介质；连续介质使用范围判据；流体质点；流体压缩性；压缩性系数；流体的热膨胀性；膨胀系数；输运性质；黏性；流体的导热性与扩散性；拉格朗日法；欧拉法；流场；迹线；流线；流管；脉线
考试要求
1. 掌握连续介质假设的概念，理解连续介质假设提出的意义，了解连续介质使用范围的判据；
2. 掌握流体质点的定义，满足条件以及与数学上几何点之间的区别与联系；
3. 理解流体各性质的概念与定义；
4. 掌握黏性的概念、产生的物理原因和影响因素；
5. 掌握研究流体运动的两种方法及其特点；
6. 掌握流场的概念及其分类；
7. 理解描述流体运动的基本概念及各自的特点
三、流体静力学基础与基本概念
考试内容
质量力；表面力；流体静压强；流体静平衡微分方程式；等压面及其微分方程；
考试要求
1. 理解质量力与表面力的概念；
2. 掌握流体静压强的概念及特点；
3. 掌握流体静平衡方程式的推导并理解其物理意义；
4. 理解等压面的概念，了解其微分方程式。

四、流体力学基本方程
考试内容
系统；控制体；随流导数；雷诺输运定理；连续方程；动量方程；能量方程；伯努利方程；声速及声速方程；马赫数；滞止参数；极限速度；临界参数；速度因数；气动函数
考试要求
1. 掌握系统与控制体的概念、特点；
2. 掌握随流导数的概念、数学表达式及物理意义；
3. 掌握雷诺输运表达式的推导过程；
4. 掌握流体力学基本方程的数学表示式、推导过程和应用；
5. 理解声速、马赫数的概念，并掌握声速方程的推导过程；
6. 掌握常用气流参考参数的概念及其应用；
7. 掌握气动函数的概念，熟悉常用气动函数的数学表达式。

五、膨胀波和激波
考试内容
微扰动在气流中的传播规律；马赫锥；马赫角；膨胀波；超声速气流沿外凸壁流动的基本微分方程；普朗特-迈耶函数；普朗特-迈耶角；马赫波极角；微弱压缩波；膨胀波相交与反射的规律；自由边界；激波；郎金-雨贡纽关系式；普朗特关系式；激波速度图极曲线；范诺线；瑞利线；激波的相交与反射规律；锥面激波
考试要求
1. 掌握微扰动在不同流速气流中的传播特征；
2. 掌握膨胀波的概念、特点以及普朗特-迈耶流动的相关概念等；
3. 掌握超声速气流沿外凸壁流动的基本微分方程的推导过程；
4. 了解膨胀波在典型条件下的相交与反射规律；
5. 掌握激波的概念、特点及分类；
6. 掌握郎金-雨贡纽关系式和普朗特关系式的推导等；
7. 掌握激波速度图极曲线的概念，熟悉其图形的绘制，并能够分析该图形；
8. 掌握范诺线和瑞利线的相关概念；
9. 了解特定条件下激波的相交与反射规律；
10. 了解锥面激波与平面激波之间的区别。

六、一维定常管流
考试内容
变截面管流；收缩喷管；拉瓦尔喷管；超声速内压式进气道
考试要求
1. 理解一维定常管流的概念；
2. 掌握管道截面积变化对气流参数的影响；
3. 掌握收缩喷管的相关概念及其内部典型流动状态；
4. 掌握拉瓦尔喷管的相关概念及其内部典型流动状态；
5. 了解超声速内压式进气道的起动方法；
6. 掌握摩擦雍塞和加热雍塞的概念，以及摩擦和加热对气流参数的影响；
7. 熟悉典型一维定常管流的计算。

七、理想流体多维流动基础
考试内容
海姆霍兹速度分解定理；微分形式连续方程；欧拉运动微分方程；葛罗米柯方程；克罗克方程；微分形式能量方程
考试要求
1. 掌握海姆霍兹速度分解定理的推导过程；熟练分析流体微团的运动和变形；
2. 掌握直角和圆柱坐标系下微分形式连续方程的推导过程；
3. 掌握直角和圆柱坐标系下欧拉运动微分方程的推导过程，熟悉特定条件下欧拉运动微分方程的积分；
4. 掌握葛罗米柯和克罗克方程的推导过程，并能对方程进行分析；
5. 掌握微分形式能量方程的推导

八、理想流体的平面无旋流动
考试内容
速度环量；速度势方程；流函数和流函数方程；简单平面定常势流；典型平面势流的叠加势流；不带环量的圆柱绕流
考试要求
1. 掌握速度环量的概念及其数学表达式；
2. 掌握速度势存在的必要与充分条件和速度势方程的推导；
1．了解雷诺实验，理解流体流动的两种状态及其特征，掌握层流、湍流、临界流速、临界雷诺数等概念。
2．掌握能量损失的两种形式，掌握水头损失的影响因素，掌握沿程能量损失及沿程损失系数、局部能量损失及局部损失系数等。掌握尼古拉兹试验曲线与莫迪图的特征及使用，掌握当量粗糙高度、当量直径、湿周等概念。
3．掌握层流流动的基本特征，掌握圆管中的层流流动的特征及分析。
4．掌握湍流流动的基本特征，掌握圆管中的湍流流动的特征及分析，掌握脉动值、瞬时值、时均值、准定常流动、粘性底层、水力光滑、水力粗糙等概念。
九、粘性流体动力学基础
考试内容
黏性流体的两种流态；脉动现象；紊流流动的三个分层；局部损失；黏性流体运动的基本方程；雷诺方程
考试要求
1. 掌握层流、紊流的概念及其各自的流动损失机理；
2. 掌握雷诺数的概念、数学表达式、物理意义，并能用雷诺数判别流态及分析流动现象；
3. 了解流动损失的分类；
4. 掌握局部损失的概念、产生原因及其控制措施；
5. 掌握N-S方程、微分形式能量方程和雷诺方程的推导过程。

十、流体的旋涡运动
考试内容
旋涡运动；涡量；涡线；涡面；涡管；涡管强度；斯托克斯定理；凯尔文定理；关于旋涡运动的海姆霍兹三定理；
考试要求
1. 理解旋涡运动的定义及描述旋涡运动的基本参数的概念；
2. 掌握斯托克斯定理、凯尔文定理、关于旋涡运动的海姆霍兹三定理的内容及其证明过程；
3. 能够利用旋涡运动的基本定理分析流动现象。

参考书目：
《气体动力学》 王新月主编  西北工业大学出版社 

大连海事大学

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