苏州科技大学2021年硕士研究生入学初试考试大纲

    命题学院：环境科学与工程学院

    考试科目名称：水力学

    说明：常规考试用具及带有函数计算和四则运算的普通计算器。

    一、考试基本要求

    《水力学》考试大纲适用于报考市政工程、（专业学位）土木水利（市政工程方向）专业硕士研究生的入学考试。本考试是为招收市政工程、（专业学位）土木水利（市政工程方向）专业硕士生而拟设的具有选拔功能的考试，其主要目的是考察考生对水力学基本理论和基本计算方法的掌握程度。

    二、考试内容和考试要求

    1.绪论

    水力学及其任务；作用在液体上的力；液体的主要物理性质。

    （1）掌握流动性的定义、连续介质模型及质点的概念；

    （2）掌握作用在液体上的力的分类及表示方法；

    （3）掌握液体的主要物理性质：惯性、黏滞性（牛顿摩擦定律）、压缩性与热胀性，表面张力特性、汽化压强特性。

    2.水静力学

    静止液体中压强的特性；液体平衡微分方程；重力作用下静止液体中压强的分布规律；液柱式测压计；液体作用在平面壁上的总压力；液体作用在曲面壁上的总压力。

    （1）掌握液体静压强的定义、液体静压强的两个基本特性；

    （2）掌握等压面的概念及判别方法；

    （3）掌握重力作用下静止液体中压强的分布规律、水静力学基本方程式及其物理意义、静止液体中任一点压强的计算方法、压强的度量方法（绝对压强、相对压强、真空压强的定义及换算）、压强的计量单位；

    （4）掌握液柱式测压计的基本原理及应用；

    （5）掌握液体作用在平面壁上的总压力的计算方法；

    （6）掌握液体作用在曲面壁上的总压力的计算方法。

    3.水动力学基础

    液体运动的描述方法；欧拉法的基本概念；连续性方程；液体运动微分方程；伯努利方程；动量方程。

    （1）掌握液体运动的描述方法（欧拉法）的基本概念、加速度的计算方法；

    （2）掌握流体运动的基本分类及定义（恒定流和非恒定流、一元二元三元流动、均匀流和非均匀流）；

    （3）掌握流线和迹线的基本概念及方程；

    （4）掌握总流和元流、流量和断面平均流速的概念；

    （5）掌握恒定总流连续性方程、伯努利方程、动量方程及其物理意义，熟练运用恒定总流连续性方程、伯努利方程和动量方程求解实际问题。

    （6）掌握流体微团运动的基本组成，理解有旋流动和无旋流动（势流）的概念、流函数与势函数的概念、势流叠加的基本原理。

    4.相似原理和量纲分析

    相似原理；模型实验；量纲分析方法。

    （1）掌握流动相似（几何相似、运动相似、动力相似）的概念、模型与原型的概念、相似比尺的定义；

    （2）掌握力学相似准则（雷诺准则、弗劳德准则、欧拉准则）；

    （3）掌握常见流动模型律的选择依据、模型设计的基本方法；

    （4）掌握量纲、基本量纲、导出量纲、无量纲量的概念；

    （5）掌握量纲和谐原理及量纲分析方法（瑞利法和π定理）。

    5.水头损失

    水头损失的分类、雷诺实验与流态、沿程水头损失与切应力的关系、圆管中的层流运动、液体的紊流运动、紊流的沿程水头损失、局部水头损失、边界层与绕流阻力。

    （1）掌握流动阻力和水头损失的分类及产生原因、水头损失的基本计算公式；

    （2）掌握雷诺实验的设计及实验现象、层流与紊流两种不同流态的流动现象、不同流态下沿程水头损失与断面平均流速的关系、圆管及非圆管流态判别方法、雷诺数的定义；

    （3）理解沿程水头损失与切应力的关系（均匀流动基本方程式）、圆管均匀流过水断面上切应力分布规律；

    （4）掌握圆管中层流运动的基本性质（流速分布、断面平均流速、流量、动能修正系数、动量修正系数）、圆管层流水头损失的计算公式；

    （5）掌握液体紊流运动基本特征（紊流脉动的概念）、紊流的时均化方法、紊流切应力（黏性切应力与附加切应力的概念）、混合长理论的基本概念、紊流断面流速分布、黏性底层的概念；

    （6）掌握尼古拉兹阻力实验的设计、尼古拉兹阻力分区的概念、沿程阻力系数的变化特性及影响因素、工业管道（圆管及非圆管）沿程阻力系数的确定方法；

    （7）理解管道局部损失产生的原因，掌握局部损失的计算方法、突然扩大管及突然缩小管局部阻力系数的计算公式。

    （8）掌握边界层的基本概念及绕流阻力的基本概念、悬浮速度的定义。

    6.有压管流

    短管的水力计算；长管的水力计算；有压管流中的水击。

    （1）掌握短管与长管的概念、水力计算方法；

    （2）掌握串联管路、并联管路、沿程均匀泄流管路的计算方法；

    （3）掌握有压管流中水击现象产生的原因及传播过程、直接水击与间接水击的定义、水击波传播速度的影响因素、防止水击危害的措施。

    7.明渠流动

    明渠流动概述、明渠均匀流、明渠非均匀流。

    （1）掌握明渠流动的基本特征、底坡的定义及分类、棱柱形渠道与非棱柱形渠道的定义；

    （2）掌握明渠均匀流的形成条件及特征、梯形断面明渠的几何要素、明渠均匀流的水力计算、水力最优断面的概念；

    （3）掌握无压圆管均匀流的基本特征、无压圆管断面的几何要素、无压圆管的水力计算、输水性能最优充满度与设计充满度的概念、最大充满度与设计流速的概念；

    （4）掌握明渠流动的流态（缓流、急流与临界流）判别方法、断面单位能量的概念、临界水深及临界底坡的定义与计算、弗劳德数的概念、水跃与水跌的基本概念；

    （5）掌握棱柱形渠道非均匀渐变流水面曲线的分析方法、变底坡棱柱形渠道非均匀渐变流水面曲线绘制。

    8.孔口、管嘴出流与堰流

    孔口出流；管嘴出流；堰流。

    （1）掌握孔口出流的基本分类、薄壁小孔口恒定出流的计算、孔口变水头出流的计算；

    （2）掌握圆柱形外观嘴恒定出流的计算、圆柱形外管嘴的正常工作条件；

    （3）掌握堰和堰流的定义、分类与计算。

    9.渗流

    渗流现象与渗流模型；达西渗流定律；地下水渐变渗流；井和井群。

    （1）掌握渗流模型、渗流速度的定义；

    （2）掌握渗流达西定律、渗透系数的定义；

    （3）掌握地下水渐变渗流的杜比公式；

    （4）掌握井和井群分分类和定义、水力计算。

    三、考试基本题型和考试方式

    基本题型可能包括：名词解释、证明题、问答题、计算题、绘图题。

    考试方式：闭卷，考试时间为180分钟，试卷满分为150分。

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