河北工程大學(xué)水力學(xué)碩士研究生招生考試初試自命題科目考試大綱

　　課程名稱： 水力學(xué)

　　課程編碼： 806

　　適用專業(yè)：水力學(xué)及河流動力學(xué)、水文學(xué)與水資源、水工結(jié)構(gòu)工程、 水利水電工程、農(nóng)業(yè)水土工程

　　一、考試性質(zhì)

　　水力學(xué)是河北工程大學(xué)為招收水力學(xué)及河流動力學(xué)、水文學(xué)與水資源、水工結(jié)構(gòu)工程、水利水電工程、農(nóng)業(yè)水土工程專業(yè)碩士研究生而設(shè)置的全國研究生業(yè)務(wù)課程考試科目，屬學(xué)校自行命題的性質(zhì)。它的評價標準是高等學(xué)校優(yōu)秀畢業(yè)生能達到的及格或及格以上水平，以保證被錄取者具備基本的水力學(xué)理論知識并有利招生學(xué)校在專業(yè)上擇優(yōu)選拔

　　二、考試的學(xué)科范圍

　　應(yīng)考范圍包括：水力學(xué)所包含的靜水力學(xué)、恒定總流的運動分析、液體流動型態(tài)和水頭損失、有壓管道流動、明渠水流、過流建筑物的水力設(shè)計計算、液體運動流場理論、滲流理論、相似原理和模型試驗基礎(chǔ)等內(nèi)容。

　　三、評價目標

　　水力學(xué)考試的目標在于考查學(xué)生對水力學(xué)的基本原理、基本概念的掌握和分析求解水力學(xué)基本問題的能力。考生應(yīng)能：

　　1、正確理解水力學(xué)的基本概念，如粘滯性、層流和紊流，急流和緩流，雷諾數(shù)和佛汝德數(shù)等。

　　2、掌握總流運動分析方法和連續(xù)方程、能量方程、動量方程，能應(yīng)用三大方程解決實際工程中的水力學(xué)問題。

　　3、熟練進行水流流態(tài)的判別，正確理解水頭損失產(chǎn)生的原因，掌握沿程水力摩擦系數(shù)的變化規(guī)律，熟練掌握沿程水頭損失和局部水頭損失的計算。

　　4、能進行水流運動分析，掌握常見工程水力計算的方法，包括靜水壓力的計算和水力荷載的確定，管道、明渠和其它過流建筑物斷面尺寸和過流能力的確定，水流銜接和消能設(shè)施的設(shè)計計算，滲流計算等。

　　5、初步了解液體運動三維分析方法和基本方程。

　　6、對量綱分析方法和水力學(xué)模型試驗基本原理有一定的了解。

　　7、掌握常見水力要素(水位、壓強、流速和流量)的量測技能并具有分析實驗數(shù)據(jù)、編寫報告的能力。

　　四、考試形式與試卷結(jié)構(gòu)

　　1、 答卷方式：閉卷，筆試;試卷中的所有題目按試卷要求回答。

　　2、 試卷分數(shù)：滿分為150分。

　　3、 試卷結(jié)構(gòu)及題型比例：

　　試卷主要分為四部分，即：基本概念題(填空、判斷、簡答等)，約40%;繪圖題，約30%;應(yīng)用計算題約30%。

　五、考試內(nèi)容要點

　　(一)緒論

　　1、水力學(xué)的任務(wù)、在專業(yè)中的作用和研究方法。

　　2、液體的基本特征和主要物理力學(xué)性質(zhì)。

　　3、牛頓內(nèi)摩擦定律和粘滯系數(shù)。

　　4、連續(xù)介質(zhì)、理想液體和實際液體的概念。

　　5、作用在流體上兩種力：質(zhì)量力和表面力

　　(二)水靜力學(xué)

　　1、靜水壓強及其兩個特性

　　2、液體平衡微分方程及其積分，等壓面和等壓面方程

　　3、重力作用下靜水壓強基本方程及應(yīng)用

　　4、靜水壓強基本方程的幾何意義與能量意義：位置水頭、壓強水頭和測管水頭。

　　5、靜水壓強的表示方法與測量，絕對壓強、相對壓強和真空度。

　　6、靜水壓強分布圖和平面上靜水總壓力的計算。

　　7、曲面上靜水總壓力的分解和計算，壓力體的構(gòu)成及作用力方向的判別。

　　8、兩種質(zhì)量力作用下的液體相對平衡及壓強計算。

　　(三)恒定總流的運動分析

　　1、描述液體運動的兩種方法，拉格朗日法和歐拉法。

　　2、液體運動的分類和基本概念，恒定與非恒定流，均勻與非均勻流，漸變流與急變流，流線與跡線，總流、元流、過水斷面與斷面平均流速，一元流、二元流、三元流。

　　3、恒定不可壓縮液體總流連續(xù)性方程及其應(yīng)用。

　　4、元流和總流的能量方程，使用注意事項及幾何意義。

　　5、恒定總流能量方程的應(yīng)用。

　　6、恒定總流動量方程，使用注意事項及應(yīng)用實例。

　　7、量綱分析，π定理的基本內(nèi)容和方法。

　　(四)液體流動型態(tài)和水頭損失

　　1、水頭損失的本質(zhì)和分類。

　　2、均勻流沿程損失與水流阻力的關(guān)系，計算沿程水頭損失的基本公式——達西公式。

　　3、實際液體運動的兩種型態(tài)：層流與紊流的形成與判別。雷諾數(shù)的物理意義。

　　4、圓管層流運動過水斷面上的流速分布和沿程水頭損失計算。沿程水力摩阻系數(shù)與雷諾數(shù)的關(guān)系。

　　5、紊流的特征和附加切應(yīng)力的產(chǎn)生，紊流中粘性底層的概念，過流斷面，流速分布。

　　6、尼古拉茲實驗和沿程水力摩阻系數(shù)的變化規(guī)律及計算。

　　7、計算沿程水頭損失的經(jīng)驗公式—— 舍齊公式、曼寧公式和粗糙系數(shù)

　　8、局部水頭損失的特點和計算

　　9、繞流阻力和邊界層簡介

　　(五)有壓管道流動

　　1、有壓管道流動的特點及分類。

　　2、簡單管道水力設(shè)計計算和管流水頭線的繪制。

　　3、復(fù)雜管道水力設(shè)計計算(串聯(lián)管道，并聯(lián)管道，*分叉管道和沿程泄流管)。

　　4、水擊波傳播過程和水擊分類，水擊波波速和直接水擊計算，間接水擊計算介紹。

　　(六)明渠水流

　　1、明渠水流的特點和分類，明渠斷面的水力要素。

　　2、明渠均勻流的特性及產(chǎn)生條件，明渠均勻流基本公式。

　　3、水力比較佳斷面、允許流速和糙率的確定。

　　4、正常水深和明渠均勻流水力設(shè)計計算。

　　5、明渠非均勻漸變流的流動特點，明渠水流三種運動狀態(tài)及其判別，佛汝德數(shù)的物理意義。

　　6、斷面比能，臨界水深、臨界底坡的概念，變化規(guī)律及計算。

　　7、明渠非均勻急變流的兩種現(xiàn)象：水躍和水跌。

　　8、明渠恒定非均勻漸變流的微分方程，棱柱體明渠水面曲線分析與銜接。

　　9、逐段試算與計算法計算明渠恒定非均勻漸變流的水面曲線。

　　10、彎道水流特征和運動分析。

　　11、水躍方程和共軛水深計算，棱柱體水平明渠中水躍能 量損失和躍長計算。

　　(七)過流建筑物的水力設(shè)計計算

　　1、堰閘出流的特點的區(qū)別，堰流的類型和基本公式。

　　2、薄壁堰水力計算，實用堰的水力計算和曲線型實用堰剖面形狀的確定，寬頂堰水力設(shè)計計算。

　　3、閘孔出流基本公式和水力設(shè)計計算。

　　4、泄水建筑物下游水流銜接與消能的方式。

　　5、底流消能水力設(shè)計計算，消力池深和長度的確定。

　　6、挑流消能水力設(shè)計計算介紹。

　　(八)液體運動流場理論

　　1、質(zhì)點運動加速度和運動基本形式，有旋流和無旋流(有勢流)的概念和判別。

　　2、三維流動的連續(xù)性方程。

　　3、理想液體與實際液體運動的微分方程及其物理意義。

　　4、恒定平面勢流的流函數(shù)、流速勢函數(shù)性質(zhì)及兩者相互關(guān)系。

　　5、流網(wǎng)原理解平面勢流。

　　(九)滲流理論

　　1、滲流基本概念和滲流模型。

　　2、達西定律及其應(yīng)用條件，滲透系數(shù)。

　　3、地下河槽均勻滲流和非均勻漸變滲流的基本公式———杜比公式。

　　4、棱柱體地下河槽恒定漸變滲流的浸潤曲線。

　　5、井及井群滲流計算，滲流場計算方法介紹。

　　(十)相似原理和模型試驗基礎(chǔ)

　　1、相似現(xiàn)象和相似特征。單項力作用下的相似準則(重力相似準則和阻力相似準則)，模型比尺。

　　2、水力學(xué)模型設(shè)計方法介紹。

　　六、主要參考教材

　　1、成都科技大學(xué)吳持恭主編的《水力學(xué)》，高等教育出版社，2003年11月第三版。

　　2、清華大學(xué)董增南，余常昭主編的《水力學(xué)》上、下冊，高等教育出版社，1995年。