西安理工大学2020考研水力学大纲(西安理工大学2024考研报名人数)

西安理工大学2020研究生招生入学考试
《水力学》考试大纲
科目代码：824
科目名称：水力学
第一部分、课程目标与基本要求
一、课程目标
“水力学”课程是水利工程学科、农业水土工程学科、环境科学与工程学科以及给水排水等专业的技术基础课。本课程考查考生对水力学的基本概念、基本理论和水流基本运动规律的理解、掌握的程度；考查考生运用这些基本知识分析、解决工程实际中基本水力学问题的能力。
二、基本要求
“水力学”课程的任务是研究液体平衡和机械运动规律及其实际应用。使学生掌握水流运动的一般规律和有关的概念、基本理论、分析方法、水力计算和一定的实验技能。通过本课程的学习，学生不但能运用所学水力学知识正确分析工程中的基本水力学问题，而且使学生具备进一步学习后续专业课程的理论基础。
第二部分、课程内容与考核目标
上册
第一章、绪论
1、了解液体的基本特征；
2、掌握掌握连续介质的假说及液体密度和容重；
3、理解液体的粘滞性，掌握牛顿内摩擦定律及其应用；
4、理解牛顿液体、理想液体概念；
5、了解液体的压缩系数与弹性系数、膨胀系数，
6、了解液体表面张力；表面张力系数，量纲，单位；毛细现象；
7、了解液体汽化、蒸发、沸腾；
8、理解作用在液体上的表面力、质量力、总质量力、单位质量力；
9、了解掌握液体的机械能。
第二章、水静力学
1、理解掌握静水压强及其性质；
2、理解液体平衡微分方程，应用欧拉平衡微分方程综合表达式分析解决问题；
3、理解等压面及其性质；
4、掌握重力作用下的液体平衡的水静力学基本方程；
5、掌握旋转容器中液体的相对平衡、直线匀加速运动容器中液体的相对平衡，会对比相对平衡与重力作用下液体平衡的静水压强分布规律；
6、理解绝对压强、相对压强、真空度的定义与区别，以及液体压强的表示法；
7、理解水静力学基本方程的物理意义和几何意义；
8、熟练掌握压强分布图的绘制方法，以及作用于平面上的静水压力（大小、方向、压力中心）的计算；
9、熟练掌握作用于曲面上的静水压力（水平分力；铅垂分力，压力体；总压力；压力中心）的计算。
第三章、水动力学的基本原理
1、理解描述液体运动的两种方法（拉格朗日法、欧拉法），掌握时变加速度、位变加速度和全加速度的计算；
2、掌握恒定流与非恒定流、迹线与流线定义，以及流线性质；
3、理解迹线与流线的微分方程，并熟练应用其求解迹线与流线方程；
4、了解质点与控制体概念；
5、熟悉元流、总流、过水断面、流量与断面平均流速等概念；
6、掌握恒定元流和总流的连续方程的物理意义及应用；
7、了解欧拉运动方程的推导，会对欧拉运动方程与欧拉平衡方程进行比较；
8、理解掌握理想液体元流的伯诺里方程，方程的物理意义和几何意义；
9、了解质量力、重力共同作用下的伯诺里方程积分
10、理解实际液体恒定元流的能量方程
11、理解掌握均匀流与非均匀流概念，以及均匀流特性；
12、理解掌握实际液体恒定总流的能量方程一般表示式、应用条件、几何意义和物理意义，会熟练应用能量方程解决问题；
13、理解掌握恒定总流的动量方程表达式，会熟练应用动量方程解决诸如射流冲击垂直固体边壁、分岔流动、平面弯管流动、立面弯管流动等问题的冲击力求解问题；
14、理解因次、基本因次、诱导因次、无因次的概念，理解因次和谐原理；
15、了解因次分析的雷列法；熟练应用因次分析的兀定理；
16、熟悉几何相似、运动相似、动力相似、边界条件及初始条件相似的概念；
17、理解掌握牛顿相似准则与单项力相似准则（重力、阻力等）的关系；
18、熟练应用重力相似准则和紊流阻力相似准则；
19、理解粘性阻力相似准则；了解压力、表面张力、弹性力、惯性力等相似准则。
第四章 流动形态与水头损失
1、熟悉水流阻力及其分类和相关概念：沿程阻力、局部阻力、过水断面的水力要素、湿周、水力半径；
2、掌握均匀流沿程水头损失与水流阻力（切应力）的关系，达西公式；
3、掌握雷诺实验设备、步骤、实验现象、原理及数据分析，并会依据该实验设计测定沿程或局部阻力系数的实验；
4、熟悉两种流动形态：层流、紊流；掌握雷诺数定义、计算及其物理意义，了解紊流形成机制；
5、理解掌握圆管层流运动的流速分布规律、水头损失与断面平均流速的关系、沿程阻力系数；理解圆管层流运动的动能和动量修正系数；
6、了解紊流的产生机理；理解紊流运动要素的时均法；理解脉动现象、瞬时值、时均值、脉动值；掌握紊流附加切应力、粘性底层、过渡区、紊流核心区；理解紊流过水断面的流速分布与层流时的不同；
7、理解尼古拉兹实验；掌握沿程阻力系数与雷诺数和粗糙度的关系；了解紊流沿程水头损失系数的通用公式、莫迪图；掌握和应用计算沿程水头损失系数的谢才公式以及确定谢才系数的曼宁公式；
8、熟悉管道突然扩大的局部水头损失；应用局部水头损失的一般表达式；理解局部阻力系数。
第五章、有压管道恒定流
1、熟悉长管与短管，简单管道与复杂管道，自由出流与淹没出流的概念；
2、掌握简单管道的水力计算；会对比简单管道自由出流与淹没出流；掌握测压管水头线和总水头线的绘制方法；
3、掌握虹吸管及水泵的水力计算（包括最大允许安装高度、管径；最大允许安装高度；扬程；装机容量等）；
4、掌握复杂长管和短管的水力计算及其水头线的绘制；
5、理解掌握串联及并联管道的水力特性，并掌握其水力计算；
6、掌握分叉管道水力特性及水力计算。
第六章 有压管道非恒定流
1、理解水击波的传播过程的流动方向变化、压强和流速变化、液体变化、管壁变化、任意位置处水击压强变化、任意位置处流速变化；
2、理解掌握直接水击和间接水击；
3、掌握直接水击的计算；理解水击波的传播速度；
4、了解非恒定有压总流的连续方程和能量方程；
5、理解水击连锁方程及其应用；
6、理解减小水击压强及影响范围的措施。
第七章 液体三元流动理论
1、理解液体微团运动的基本形式，掌握势流、有涡流概念；
2、掌握实际液体运动的微分方程，了解实际运动液体中的应力以及n-s方程；
3、理解恒定流平面势流的流速势及流函数定义；
4、理解流函数、流速势特点及相互关系；
5、掌握流函数、流线方程以及流速势、等势线方程的求解。
下册
第一章 明渠恒定均匀流
1、理解明渠底坡、横断面、正常水深、渠道允许流速等概念；
2、掌握明渠恒定均匀流概念、特性及产生条件；理解并掌握水力最佳断面概念及应用；
3、熟练掌握明渠恒定均匀流的水力计算。
第二章 明渠恒定非均匀流
1、理解明渠水流的三种流态、波速、断面比能、临界水深、临界底坡、明渠三种底坡等概念；
2、理解断面比能与单位重量液体总机械能的异同，熟练掌握断面比能曲线；
3、掌握明渠水流的三种流态的各种判别方法及其关系；掌握弗劳德数的概念及物理意义；熟练掌握矩形断面临界水深的计算；
4、了解明渠恒定非均匀流微分方程
5、理解壅水曲线、降水曲线，了解棱柱体明渠恒定非均匀渐变流水面曲线的计算
6、熟练掌握棱柱体明渠恒定非均匀水面曲线的分析与绘制
7、了解控制断面发生位置的确定
第三章、明渠恒定急变流—水跃和水跌
1、理解水跃及水跌概念；了解水跃方程推导；理解水跃函数及共轭水深概念
2、了解水跃跃高、跃长概念，以及水跃分类及水跃的能量损失
3、熟练掌握矩形断面共轭水深的计算
第五章、堰顶溢流和孔流
1、理解明渠急变流-堰流与孔流的异同点；掌握堰流与孔流的判别，以及堰流分类与判别；
2、了解堰上水头、上游堰高、下游堰高、有侧收缩与无侧收缩、淹没出流与自由出流等概念；
3、理解实用堰wes剖面堰面曲线设计与设计水头的选取，了解实用堰淹没出流的淹没条件；
4、了解薄壁堰过流能力的影响因素；
5、理解宽顶堰流量系数、无底坎宽顶堰、矩形宽顶堰的自由出流与淹没出流、宽顶堰出流淹没条件、有侧收缩与无侧收缩等概念；
6、理解管嘴出流与孔口出流的水流现象，以及收缩断面对过流能力的影响；掌握相同条件下二者过流能力的对比；
7、理解闸孔出流自由出流与淹没出流的水流现象，以及淹没出流的淹没条件；掌握垂向收缩概念；
8、熟练掌握堰流及闸孔出流的水力计算；
9、熟练掌握管嘴及孔口出流的水力计算。
第六章 泄水建筑物下游水流衔接与消能
1、了解常用的消能形式及概念，理解水跃的淹没系数；熟练掌握底流消能的水面衔接形式；
2、了解消力池概念及应用条件；理解消力池池深及池长设计，掌握消力池池深及池长的设计流量；
3、熟练掌握收缩断面水深的计算
第七章 渗流基础
1、理解渗流、孔隙率、颗粒的不均匀系数等的概念
2、掌握渗流模型概念以及与实际渗流运动要素的对比
3、了解渗流运动的微分方程；理解渐变渗流的基本微分方程
4、掌握渐变渗流的浸润曲线的分析与绘制，并了解渐变渗流的浸润曲线的计算
5、理解地下水向集水建筑物（井）的运动
6、熟练掌握恒定均匀渗流的达西定律及应用
7、熟练掌握恒定渐变渗流的杜布衣公式及应用
第三部分 有关说明与实施要求
1、考试目标的能力层次的表述
本课程对各考核点的能力要求一般分为三个层次用相关词语

描述：
较低要求——了解；一般要求——理解、熟悉、会；较高要求——掌握、应用。
一般来说，对概念、原理、理论知识等，可用“了解”、“理解”、“掌握”等词表述；对计算方法、应用方面，可用“会”、“应用”、“掌握”等词。
2、命题考试的若干规定
(1)本课程的命题考试是根据本大纲规定的考试内容来确定的，根据本大纲规定的各种比例(每种比例规定可有3分以内的浮动幅度，来组配试卷，适当掌握试题的内容、覆盖面、能力层次和难易度)。
(2)各章考题所占分数大致如下：
上册第一章10％、第二章10％、第三章16％、第四章11％、、第五章11％、第六章4％、第七章4％
下册第一章5％、第二章10％、第三章3％、第五章10％、第六章3％、第七章3％
(3)其难易度分为易、较易、较难、难四级，每份试卷中四种难易度，试题分数比例一般为2：3：3：2。
(4)试卷中对不同能力层次要求的试题所占的比例大致是：“了解(知识”占10%，“理解(熟悉、能、会)”占40%，“掌握(应用)”占50%。
(5)试题主要题型有判断题、单项选择题、证明题、解答题及绘图题等多种题型。
(6)考试方式为闭卷笔试。考试时间为180分钟，试题主要测验考生对本学科的基础理论、基本知识和基本技能掌握的程度，以及运用所学理论分析、解决问题的能力。试题要有一定的区分度，难易程度要适当。一般应使本学科、专业本科毕业的优秀考生能取得及格以上成绩。
(7)题型举例
●判断题：5％
1、作层流运动的急变流，其运动要素有脉动现象。 ????????????( ??)
2、将流速v，重力加速度g，长度l组成的无量纲数为v/(gl)0.5。 ?( ??)
3、渗透系数k具有速度的量纲。 ?????????????????????( ??)
●单项选择题or/and填空题：15％
1、下列说法正确的是：（ ??）
（1）牛顿内摩擦定律表明液体的切应力与剪切变形成正比，并与液体的粘性有关。
（2）无论静止的还是运动的液体，都不存在切力。
（3）当质量力只有重力时，液体的重度代表液体的单位质量力。
（4）液体切应力是液体的一种单位面积的表面力
●证明及计算题：75％（由5-9个小题组成，考生根据自己报考专业及侧重，选择作答试卷规定的试题数量）
●绘图题：5％
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