2016華南理工大學(xué)理論力學(xué)、流體力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)考研大綱

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950理論力學(xué)、流體力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)考試大綱

一、考試目的

《理論力學(xué)、流體力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)》作為全日制生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)碩士學(xué)位入學(xué)考試的專業(yè)課考試，其目的是考察考生是否具備進(jìn)行生物醫(yī)學(xué)工程碩士學(xué)習(xí)所要求的力學(xué)知識(shí)。

二、考試的性質(zhì)與范圍

該考試是一種測(cè)試應(yīng)試者單項(xiàng)能力的考試，考試范圍包括考生應(yīng)具備的理論力學(xué)和流體力學(xué)等方面的技能。

三、考試基本要求

1.具有力學(xué)方面的基礎(chǔ)知識(shí)

2.熟悉力學(xué)問(wèn)題的分析和建模

四、考試形式

該考試為閉卷考試

五、考試內(nèi)容（或知識(shí)點(diǎn)）

理論力學(xué)

1.靜力學(xué)：

(1)掌握各種常見(jiàn)約束類型。對(duì)物體系統(tǒng)能熟練地進(jìn)行受力分析。

(2)熟練計(jì)算各類力系的主矢和主矩。

(3)應(yīng)用各類力系的平衡方程求解單個(gè)物體、物體系統(tǒng)和平面桁架的平衡問(wèn)題(主要是求約束反力和桁架內(nèi)力問(wèn)題)。

(4)考慮滑動(dòng)摩擦?xí)r平面物體系統(tǒng)的平衡問(wèn)題。

2.運(yùn)動(dòng)學(xué)：

(1)理解剛體平移和定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的特征。熟練求解定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體的角速度和角加速度，求解定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體上各點(diǎn)的速度和加速度。

(2)掌握點(diǎn)的合成運(yùn)動(dòng)的基本概念。熟練應(yīng)用點(diǎn)的速度和加速度合成定理求解平面問(wèn)題中的運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題。

(3)理解剛體平面運(yùn)動(dòng)的特征。熟練應(yīng)用基點(diǎn)法、瞬心法和速度投影法求平面機(jī)構(gòu)上各點(diǎn)的速度。能熟練應(yīng)用基點(diǎn)法求平面機(jī)構(gòu)上各點(diǎn)的加速度。

3.動(dòng)力學(xué)：

(1)熟練計(jì)算力的功和質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)點(diǎn)系、平面運(yùn)動(dòng)剛體的動(dòng)能。應(yīng)用質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)能定理求解有關(guān)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。

(2)能計(jì)算動(dòng)力學(xué)中各基本物理量。熟練運(yùn)用動(dòng)量定理、質(zhì)心運(yùn)動(dòng)定理、動(dòng)量矩定理等動(dòng)力學(xué)普遍定理綜合求解動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。

(3)掌握剛體平移及對(duì)稱剛體作定軸轉(zhuǎn)動(dòng)和平面運(yùn)動(dòng)時(shí)慣性力系的簡(jiǎn)化方法。應(yīng)用達(dá)朗伯爾原理(動(dòng)靜法)求解動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。

(4)應(yīng)用虛位移原理求解機(jī)構(gòu)的平衡問(wèn)題。

流體力學(xué)

（一）流體的物理性質(zhì)

(1)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。

(2)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。

（二）流體運(yùn)動(dòng)學(xué)

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

(2)熟練掌握跡線、流線及脈線的概念、物理意義及求法。

(3)掌握速度勢(shì)的概念及數(shù)學(xué)描述，掌握流場(chǎng)中的速度分解方法

(4)理解并掌握渦量及守恒定律，了解渦線、渦管、渦通量，渦管強(qiáng)度等概念。

（三）流體動(dòng)力學(xué)

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

(2)掌握本構(gòu)關(guān)系及狀態(tài)方程。

(3)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。

(4)掌握量綱分析與流動(dòng)相似理論的概念，熟練掌握雷諾數(shù)的定義和意義。

（四）流體靜力學(xué)

(1)理解并掌握靜力學(xué)基本控制方程。

(2)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)。

（五）無(wú)粘流動(dòng)的一般理論

(1)掌握無(wú)粘流動(dòng)的控制方程的推導(dǎo)及應(yīng)用。

(2)熟練掌握Bernoulli方程推導(dǎo)，以及Bernoulli方程和動(dòng)量定理的應(yīng)用。

（六）無(wú)粘不可壓縮流體的無(wú)旋流動(dòng)

(1)理解并掌握控制方程及定解條件、勢(shì)函數(shù)概念及無(wú)旋流動(dòng)的性質(zhì)。

(2)熟練掌握平面定常無(wú)旋流動(dòng)基本概念及方法(流函數(shù)、源匯、點(diǎn)渦、偶極子、鏡像法、保角變換)。

(3)了解無(wú)旋軸對(duì)稱流動(dòng)，非定常無(wú)旋流動(dòng)。

（七）液體表面波

(1)掌握小振幅水波的控制方程推導(dǎo)及定解條件

(2)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?jì)算，速度與壓力場(chǎng)特性。

(3)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。

（八）旋渦運(yùn)動(dòng)

(1)掌握渦量動(dòng)力學(xué)方程和渦量的產(chǎn)生

(2)熟悉渦量場(chǎng)的基本空間特性、時(shí)間特性，了解典型的渦模型(點(diǎn)渦、蘭金渦、奧森渦、泰勒渦)。

（九）粘性不可壓縮流動(dòng)

(1)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。

(2)熟練掌握定常的平行剪切流動(dòng)問(wèn)題(Couette流動(dòng)、Poiseuille流動(dòng)等)。

(3)掌握非定常的平行剪切流動(dòng)問(wèn)題(Stokes第一和第二問(wèn)題、管道流動(dòng)的起動(dòng)等)，圓對(duì)稱的平面粘性流動(dòng)(圓柱Couette流及其起動(dòng)過(guò)程)，小雷諾數(shù)粘性流動(dòng)。

（十）層流邊界層和湍流

(1)掌握邊界層的概念。

(2)掌握層流邊界層方程推導(dǎo)(Blasius平板邊界層)

(3)了解邊界層的分離，湍流的發(fā)生，層流到湍流的轉(zhuǎn)捩。

(4)掌握脈動(dòng)速度、平均速度、瞬時(shí)流場(chǎng)、平均流場(chǎng)、雷諾平均方程等基本概念

（十一）無(wú)粘可壓縮流動(dòng)

(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(diǎn)。

(3)熟練掌握定常一維等熵流的分析及計(jì)算，了解非定常一維等熵流的分析及計(jì)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(dòng)的特征。

六、考試題型

均為客觀題，包括填空題、計(jì)算題、分析題

七、參考書目：本科通用教材