流體力學(xué)考研考什么

以中國科學(xué)院大學(xué)為例：
一、考試科目基本要求及適用范圍概述

本流體力學(xué)考試大綱適用于中國科學(xué)院大學(xué)力學(xué)專業(yè)的碩士研究生入學(xué)考試。流體力學(xué)是現(xiàn)代力學(xué)的重要分支，是許多學(xué)科專業(yè)的基礎(chǔ)理論課程，本科目的考試內(nèi)容主要包括流體的物理性質(zhì)、流體運動學(xué)、動力學(xué)和靜力學(xué)，無粘不可壓縮、可壓縮流動，粘性不可壓縮流動及湍流、流體波動和旋渦理論等方面。要求考生對其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(dǎo)，并具有綜合運用所學(xué)知識分析問題和解決問題的能力。

二、考試形式

考試采用閉卷筆試形式，考試時間為180分鐘，試卷滿分150分。

試卷結(jié)構(gòu)：判斷題(20分)、簡答題(60分)、計算題(70分)

三、考試內(nèi)容：

流體的物理性質(zhì)

固液氣體的宏觀性質(zhì)與微觀結(jié)構(gòu)，連續(xù)介質(zhì)假設(shè)及其適用條件，流體的物理性質(zhì)(粘性、可壓縮性與熱膨脹性、輸運性質(zhì)、表面張力與毛細(xì)現(xiàn)象)，質(zhì)量力與表面力。

流體運動學(xué)

流體運動的描述(拉格朗日描述與歐拉描述及其間的聯(lián)系、物質(zhì)導(dǎo)數(shù)與隨體導(dǎo)數(shù)、跡線、流線及脈線)，流場中的速度分解，渦量，渦量場，渦線、渦管、渦通量，渦管強度及守恒定理。

流體動力學(xué)

連續(xù)性方程(雷諾輸運定理)，動量方程(流體的受力、應(yīng)力張量)，能量方程(熱力學(xué)定律)，本構(gòu)關(guān)系，狀態(tài)方程，流體力學(xué)方程組及定解條件，正交曲線坐標(biāo)系，量綱分析與流動相似理論，流體力學(xué)中的無量綱量及其物理意義、相似原理的應(yīng)用。

流體靜力學(xué)

控制方程，液體靜力學(xué)規(guī)律，自由面的形狀，非慣性坐標(biāo)系中的靜止液體。

無粘流動的一般理論

無粘流動的控制方程，Bernoulli方程，Bernoulli方程和動量定理的應(yīng)用。

無粘不可壓縮流體的無旋流動

控制方程及定解條件，勢函數(shù)及無旋流動的性質(zhì)，平面定常無旋流動(流函數(shù)、源匯、點渦、偶極子、鏡像法、保角變換)，無旋軸對稱流動，非定常無旋流動。

液體表面波

控制方程(小振幅水波)及定解條件，平面單色波，水波的色散和群速度，水波的能量及其傳輸，速度與壓力場特性，表面張力波及分層流體的重力內(nèi)波，非線性水波理論。

旋渦運動

渦量動力學(xué)方程和渦量的產(chǎn)生，渦量場(空間特性、時間特性)，典型的渦模型。

粘性不可壓縮流動

控制方程及定解條件，定常的平行剪切流動(Couette流動、Poiseuille流動等)，非定常的平行剪切流動(Stokes第一和第二問題、管道流動的起動問題)，圓對稱的平面粘性流動(圓柱Couette流及其起動過程)，小雷諾數(shù)粘性流動。

層流邊界層和湍流

邊界層的概念，層流邊界層方程(Blasius平板邊界層)，邊界層的分離，湍流的發(fā)生，層流到湍流的轉(zhuǎn)捩，雷諾方程和雷諾應(yīng)力。

無粘可壓縮流動

聲速和馬赫數(shù)，膨脹波、弱壓縮波的形成及其特點，一維等熵流(定常和非定常)，激波(正激波和斜激波)，拉瓦爾噴管流動的特征。

四、考試要求：

流體的物理性質(zhì)

了解固液氣體的宏觀性質(zhì)與微觀結(jié)構(gòu)，深入理解并掌握連續(xù)介質(zhì)假設(shè)及其適用條件。

熟練掌握流體的物理性質(zhì)的基本概念，了解毛細(xì)現(xiàn)象。

流體運動學(xué)

熟練掌握流體運動的兩種描述、物質(zhì)導(dǎo)數(shù)與隨體導(dǎo)數(shù)的概念。

熟練掌握跡線、流線及脈線的概念、物理意義及求法。

掌握速度勢的概念及數(shù)學(xué)描述，掌握流場中的速度分解方法

理解并掌握渦量及守恒定律，了解渦線、渦管、渦通量，渦管強度等概念。

流體動力學(xué)

熟練掌握連續(xù)性方程、動量方程和能量方程的推導(dǎo)及應(yīng)用。

掌握本構(gòu)關(guān)系及狀態(tài)方程。

掌握流體力學(xué)方程組及定解條件，了解正交曲線坐標(biāo)系下的流體力學(xué)方程組。

掌握量綱分析與流動相似理論的概念，熟練掌握雷諾數(shù)的定義和意義。

流體靜力學(xué)

理解并掌握靜力學(xué)基本控制方程。

掌握液體靜力學(xué)規(guī)律及應(yīng)用(自由面的形狀，非慣性坐標(biāo)系中的靜止液體)。

無粘流動的一般理論

掌握無粘流動的控制方程的推導(dǎo)及應(yīng)用。

熟練掌握Bernoulli方程推導(dǎo)，靈活運用Bernoulli方程和動量定理。

無粘不可壓縮流體的無旋流動

理解并掌握控制方程及定解條件、勢函數(shù)概念及無旋流動的性質(zhì)。

熟練掌握并靈活運用平面定常無旋流動基本概念及方法(流函數(shù)、源匯、點渦、偶極子、鏡像法、保角變換)。

了解無旋軸對稱流動，非定常無旋流動。

液體表面波

熟練掌握小振幅水波的控制方程推導(dǎo)及定解條件

掌握平面單色波、水波的色散和群速度等概念，了解水波的能量及其傳輸?shù)挠嬎悖俣扰c壓力場特性。

了解表面張力波及分層流體的重力內(nèi)波、非線性水波理論。

旋渦運動

掌握渦量動力學(xué)方程和渦量的產(chǎn)生

熟悉渦量場的基本空間特性、時間特性，了解典型的渦模型(點渦、蘭金渦、奧森渦、泰勒渦)。

粘性不可壓縮流動

理解不可壓縮流體模型及其判別條件，掌握控制方程的推導(dǎo)及定解條件。

熟練掌握并靈活運用定常的平行剪切流動問題(Couette流動、Poiseuille流動等)。

掌握非定常的平行剪切流動問題(Stokes第一和第二問題、管道流動的起動等)，圓對稱的平面粘性流動(圓柱Couette流及其起動過程)，小雷諾數(shù)粘性流動。

層流邊界層和湍流

掌握邊界層的概念。

掌握層流邊界層方程推導(dǎo)(Blasius平板邊界層)

了解邊界層的分離，湍流的發(fā)生，層流到湍流的轉(zhuǎn)捩。

掌握脈動速度、平均速度、瞬時流場、平均流場、雷諾平均方程等基本概念

無粘可壓縮流動

(1)熟練掌握聲速和馬赫數(shù)的概念。

(2)掌握膨脹波、弱壓縮波的形成及其特點。

(3)熟練掌握定常一維等熵流的分析及計算，了解非定常一維等熵流的分析及計算。

(4)深入理解激波(正激波和斜激波)的成因及激波關(guān)系式，了解拉瓦爾噴管流動的特征。

五、主要參考書目：

1.《流體力學(xué)》莊禮賢尹協(xié)遠(yuǎn)馬暉揚著，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，2009年版本

2.《流體力學(xué)》（上下冊）吳望一編著，北京大學(xué)出版社，2010年版本