2021年天津大学硕士研究生入学考试考研大纲

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水力学
一、考试的总体要求
考查考生对水力学的基本概念、基本原理、基本方法以及对流体运动的一般规律、分析方法
的掌握程度，考查考生的分析问题、解决问题的能力和计算能力。
二、考试的内容及比例
1. 绪论部分（约 5﹪）
流体的惯性、质量、密度、重力、黏滞性、切应力、表面张力；主要物理量的单位和量纲（基
本量、导出量：力、切应力、动力黏滞系数或动力黏度、运动黏滞系数或运动黏度、密度、
表面张力）；连续介质、理想流体；质量力与表面力。
2. 流体静力学（约 20﹪）
点压强的计算、作用于平面上的静水总压力的计算、作用于曲面上的静水总压力的计算；静
压强分布图、压力体的绘制。静压强的特性；等压面；绝对压强、相对压强、真空压强；压
强的表示法以及之间的换算关系；测压管水头。
3. 流体运动学和流体动力学（约 30﹪）
恒定总流的连续性方程、能量方程、动量方程的综合运用。描述流体运动的两种方法；迹线
与流线；恒定流与非恒定流；均匀流与非均匀流；总水头线、测压管水头线；动能修正系数；
动量修正系数。欧拉法流体质点加速度的构成及表达式；如何用质点加速度判别均匀流与非
均匀流；流体微团运动的基本形式；有涡流与无涡流的判别。流体连续性微分方程的表达式；
利用连续性微分方程判断给定流场是否存在；实际液体运动时的切应力和法向应力；N-S 方
程的表达式。流函数、势函数、流速之间的关系。给定流速分布，分析该流体运动（恒定流
与非恒定流；均匀流与非均匀流；有涡流与无涡流；流动是否存在等）。
4. 流动阻力和能量损失（约 10﹪）
沿程水头损失；沿程水头损失计算公式；沿程阻力系数；水力半径、湿周；层流和紊流；雷
诺数；紊流运动要素的瞬时值、时均值及脉动值；紊流切应力；紊动使流速分布均匀化；紊
流黏性底层；水力光滑面、过渡粗糙面、水力粗糙面；圆管层流断面流速分布、圆管紊流断
面流速分布、二维明渠均匀流断面流速分布；沿程阻力系数变化规律；谢齐公式、曼宁公式、
谢齐系数与沿程阻力系数的关系；已知壁面粗糙系数（糙率），计算沿程阻力系数，进而计
算沿程水头损失；局部水头损失；局部水头损失计算公式；局部阻力系数。
5. 孔口、管嘴和有压管流（约 15﹪）
孔口、管嘴的流动特征及基本概念；测压管水头线与总水头线的绘制；短管的水力计算。
6. 量纲分析与相似原理（约 10﹪）
量纲和谐性；π 定理的应用。流动相似；重力相似准则；模型设计。
7 明渠恒定流（约 5﹪）
恒定均匀流：明渠均匀流的特性、产生条件；明渠均匀流的计算公式；水力最佳断面；均匀
流水深（正常水深）与底坡、糙率、流量的关系；计算均匀流水深的思路。
非均匀流：明渠水流的三种流态及判别方法；弗劳德数表达式及意义；断面比能的概念；临
界水深所应满足的条件；矩形断面明渠临界水深公式；缓坡、临界坡、陡坡。
8 堰流及闸孔出流（约 5﹪）
堰流、闸孔出流的水流特性；堰流的分类（依据、类型、标准、水流特性）；堰流的基本公
式；影响堰流的流量系数的主要因素；曲线型实用堰剖面形状的组成；宽顶堰的淹没条件；
闸孔出流的基本公式。
三、试卷题型及比例
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1. 判断题（约 16 分）
例：明渠均匀流一定是恒定流（ ）
2. 选择题（约 24 分）
例：沿程等管径的有压管流的测压管水头线的变化规律是（
）
A.沿程下降； B.沿程上升；C．沿程不变；D．沿程可升可降。
3. 绘图题（约 10 分）
静压强分布图；压力体图；测压管水头线及总水头线。
4. 计算题（约 100 分）
（1）静止液体中点压强的计算；
（2）作用于平面和曲面上的静水总压力的计算；
（3）恒定总流的连续性方程、能量方程和动量方程的各自应用及综合应用。
例 1：有一沿铅垂放置的弯管如图（这里图略），管径 d，断面 1-1 与断面 2-2 间的轴
线长度 L，两断面中心高差 Z，管中流量 Q，断面 1-1 中心的动水压强 p ，两断面之间水头
1
损失为 0.1m。求水流对弯头的作用力。解题要求：完整写出解题过程，求解步骤必须清晰，
每一步计算结果准确。
提示：该题目强调考生的逻辑性及表述能力。因此，考生必须写出清晰的解题步骤，
写出每一步骤对应的或图或公式或方程，写出每一步骤的计算结果，写出最后结果。
例 2：一封闭水箱（这里图略），水的密度 1000kg/m3，水面上压强 85kN/m2
，当地大
气压 98kN/m ，重力加速度 9.8m/s 。求水面下 1m 的点 C 的绝对压强、相对压强和真空压
2
2
强。解题要求：直接写出绝对压强、相对压强和真空压强的结果。
提示：该题目强调考生对结果准确性的掌控能力。因此，考生必须严格按题目的参数
计算，答题纸上不写计算过程只写结果，结果对了得分，错了不得分。
解：C 点绝对压强为 94.8kN/m2
，，，，，，，，，，，，
，，，
，，，相对压强为-3.2kN/m2，真空压强为 3.2kN/m2
。
四、考试形式及时间
考试形式为笔试，考试时间 3 小时。
五、参考书
1.水力学（第二版），高学平主编，中国建筑工业出版社，2018
2.水力学，高学平主编，中国水利水电出版社，2019