3347全国自考流体力学知识点汇总

3347流体力学全国自考
第一章绪论
1、液体和气体统称流体，流体的基本特性是具有流动性。

流动性是区别固体和流体的力学特性。

2、连续介质假设：把流体当作是由密集质点构成的、内部无空隙的连续踢来研究。

3、流体力学的研究方法：理论、数值和实验。

4、表面力：通过直接接触，作用在所取流体表面上的力。

5、质量力：作用在所取流体体积内每个质点上的力，因力的大小与流体的质量成比例，故称质量力。

重力是最常见的质量力。

6、与流体运动有关的主要物理性质：惯性、粘性和压缩性。

7、惯性：物体保持原有运动状态的性质；改变物体的运功状态，都必须客服惯性的作用。

8、粘性：流体在运动过程中出现阻力，产生机械能损失的根源。

粘性是流体的内摩擦特性。

粘性又可定义为阻抗剪切变形速度的特性。

9、动力粘度：是流体粘性大小的度量，其值越大，流体越粘，流动性越差。

10、液体的粘度随温度的升高而减小，气体的粘度随温度的升高而增大。

11、压缩性：流体受压，分子间距离减小，体积缩小的性质。

12、膨胀性：流体受热，分子间距离增大，体积膨胀的性质。

13、不可压缩流体：流体的每个质点在运动过程中，密度不变化的流体。

14、气体的粘度不受压强影响，液体的粘度受压强影响也很小。

第二章流体静力学
1、精致流体中的应力具有一下两个特性：
●应力的方向沿作用面的内法线方向。

●静压强的大小与作用面方位无关。

2、等压面：流体中压强相等的空间点构成的面；等压面与质量力正交。

3、绝对压强是以没有气体分子存在的完全真空为基准起算的压强、
4、相对压强是以当地大气压强为基准起算的压强。

5、真空度：若绝对压强小于当地大气压，相对压强便是负值，有才呢个·又称负压，这种状态用真空度来度量。

6、工业用的各种压力表，因测量元件处于大气压作用之下，测得的压强是改点的绝对压强超过当地大气压的值，乃是相对压强。

因此，先跪压强又称为表压强或计示压强。

7、z+p/ρg=C:
●z为某点在基准面以上的高度,可以直接测量,称为位置高度或位置水头.。

●p/ρg=h p，称为测压管高度或压强水头,其物理意义是单位重量的液体具有的压强势能,
简称压能。

●z+p/ρg称为测压管水头，是单位重量液体具有的总势能，其物理意义是静止液体中各
点单位重量液体具有的总势能相等。

第三章流体动力学基础
1、描述流体运动的两种方法：拉格朗日法和欧拉法。

2、拉格朗日法：从整个流体运动是无数个质点运动的综合出发，以个别质点为观察对象来描述，再讲每个质点的运动情况汇总起来，就描述了流体的整个流动。

3、欧拉法：以流体运动的空间点作为观察对象，观察不同时刻各空间点上流体质点的运动，
再将每个时刻的情况汇总起来，就描述了整个运动。

4、恒定流：以时间为标准，各空间点上的运动参数（速度、压强、密度等）都不随时间变化；反之为非恒定流。

5、三元流动：以空间为标准，各空间点上的运动参数（主要是速度）是三各空间坐标和时间变量的函数，则为三元流动。

6、流线：表示某时刻流动方向的曲线，曲线上各质点的速度矢量都与该曲线相切。

7、流线的性质：流线是表示某时刻流动方向的瞬时线；一般情况下流线不相交。

8、迹线：流体质点在一段时间内的运动轨迹称为迹线。

9、流管：某时刻，在流场内任意做一封闭曲线，过曲线上各点作流线，所构成的管状曲面，称为流管。

10、流束：充满流体的流管称为流束。

11、过流断面：在流束上作出的与所有流线正交的横断面是过流断面。

12、元流：过流断面无限小的流束，几何特征与流线相同。

13、总流：过流断面为有限大小的流束，由无数元流构成的，断面上各点的运动参数不相同。

14、流量：单位时间通过流束某一过流断面的流体量称为该断面的流量。

15、均匀流：流线是平行直线的流动，否则为非均匀流。

16、均匀流的性质：
●流线是平行直线，故过流断面是平面，面上各点的速度方向平行。

●同一流线上各点的速度相等，从而过流断面上的速度分布相同，缎面平均速度相等。

●同一过流断面上，动压强的分布规律与静压强分布规律相同。

17、渐变流：接近于均匀流的非均匀流。

第四章流动阻力和水头损失
1、沿程阻力：在边界沿程无变化的均匀流段上，产生的流动阻力称为沿程阻力或摩擦阻力。

2、沿程水头损失：由于沿程阻力做功而引起的水头损失。

3、紊流脉动：流体质点在流动过程中不断地相互掺混，质点掺混使得空间各点的速度岁时间无规则地变化。

压强、浓度等量也岁时间无规则地变化。

4、粘性底层：紧靠壁面存在一个粘性剪应力起空置作用的薄层。

5、紊流分为光滑区（与Re有关，Ks/d无关）、过渡区（与Re和Ks/d都有关）和粗糙区（与Ks/d有关，Re无关）
6、流体作用在绕流物体上的力，可以分解为平行于来流方向的分力（绕流阻力）和垂直于来流方向的分力（升力）。

第五章流动阻力和水头损失（5.17）
1、孔口出流：容器壁上开孔，水经孔口流出的水利现象。

2、薄壁孔口：孔口出流时，水流与孔壁仅在一条周线上接触，壁厚对出流无影响。

3、自由出流：水由孔口流入大气中。

4、水由孔口直接流入另一部分水体中称为淹没出流。

5、管嘴出流：在孔口上对接长度为3—4倍孔径的短管，水通过短管并在出口断面满管流出的水力现象。

同样面积管嘴的过流能力是孔口过流能力的1.32倍。

6、圆柱形外管嘴的正常工作条件：作用水头H0小于等于9m；管嘴长度l=（3-4）d。

7、有压管流：流体沿管道满管流动的水力现象。

8、短管：指水头损失中，沿程水头损失和局部水头损失都占相当比重，晾着都不可忽略的管道，如水泵吸水管、虹吸管、送风管等。

9、长管：指水头损失中以沿程水头损失为主，其他损失占很小比例，如城市室外给水管道。

10、为保证虹吸管正常过流，实际工程中限制管内最大真空高度不超过允许值h v=7-8.5m水柱。

11、简单管道：沿程直径不变、流量不变的管道。

12、水击：在有压管道中，鱿鱼某种原因，使水流速度突然发生变化，同时引起压强大幅波动的现象。

13、水击的传播：
增压——减压——减压——增压
阀门向管道——管道向阀门——阀门向管道——管道向阀门
14、直接水击：若关闭时间小于一个相长Tz<2l/c，那么最早发出的水击波的反射波回到阀门以前，阀门已全部关闭，这时阀门处的水击压强和阀门瞬时关闭相同。

15、间接水击：若关闭时间Tz>2l/c，则开始关闭时发出的水击波的反射波，在阀门尚未完全关闭前，已返回阀门断面，随即变为负的水击波向管道进口传播，鱿鱼正、负水击波相叠加，使阀门处水击压强小于直接水击压强。

16、防止水击危害：
●限制流速，限制v0<3m/s。

●控制阀门关闭火开启时间。

●缩短管道长度，采用弹性模量较小的材质的管道。

●设置安全阀，进行水击过载保护。

第六章明渠流动
1、明渠流动：水流的部分周界与大气接触，具有自由表面的流动。

由于自由表面上受大气压作用，相对压强为零，所以又称为无压流。

2、明渠流动相对于有压管流的特点：重力作用，坡底影响、水深可变。

3、明渠均匀流是流线为平行直线的明渠水流，也就是具有自由表面的等深、等速流。

明渠均匀流是明渠流动最简单的形式。

4、明渠均匀流形成的条件是位能沿程减少值等于沿程水头损失，而水流的动能保持不变。

5、设计流速应控制在不冲刷渠床，也不使水中炫富的泥沙在渠道内沉降淤积的不冲不淤的范围之内。

6、水力最优断面：流量Q最大的断面形状，也就是使水力半径R最大，即湿周x最小的断面形状。

7、水跃：明渠水流从急流状态（水深小于临界水深）过度到缓流状态时，睡眠骤然跃起的急变流现象。

8、水跌：明渠水流从缓流过度到急流，水面急剧降落的急变流现象。

第七章堰流（20170901）
1、在缓流中，为控制水位和流量而设置的顶部溢流的障壁称为堰，水经堰顶溢流的水力现象称为堰流。

2、薄壁堰和实用堰虽然堰型与宽顶堰不同，但堰流的受力性质（受重力作用，不计沿程阻力）和运动模式（缓流经障壁顶部溢流）都相同，因此具有相同的规律性和相同形式的基本公式。

第八章渗流
1、流体在孔隙介质中的流动称为渗流。

2、水在土中的存在可以分为：其太水、附着水、薄膜水、毛细水和重力水等。

3、在地表下面潜水含水层中开凿的井，称为普通井或潜水井。

4、含水层位于两个不透水层之间，顶面的压强大于大气压强，这样的含水层是承压含水层，汲取承压地下水的井，称为承压井或自流井。

5、井贯穿整个含水层，井底直达不透水层的井称为完全井。

井底未达到不透水层的井称为非完全井。

知识点补充
1、恒定流一定当地加速度为零。

2、圆管均匀流过流断面上剪应力符合：管轴处为零，管壁处最大的线性分布。

3、只适用于明渠均匀流流动状态的判别标准是临界底坡。

4、绕流阻力包括摩擦阻力和压差阻力。

5、共轭水深中跃前水深和跃后水深具有相同水跃函数。

6、水平圆管均匀流的过流断面上，动压强的分布为线性分布。

7、在圆管紊流中，紊流的断面流速分布符合对数曲线规律。

8、在圆管流中，层流的断面流速分布符合抛物线规律。

9、达西公式适用于均匀渗流。

10、裘皮依公式适用于渐变渗流。

11、水力半径：过流断面面积与湿周的比值。

12、当水的压强增加一个大气压时，水的密度增大约为1/20000。

13、金属压力表的读值是相对压强。

14、量纲和谐原理：凡正确反映客观规律的物理方程，其各项的量纲一定是一致的。

15、牛顿的内摩擦定律表明，决定流体内部切应力的因素是粘度和剪切变形速度。

16、临界流：当明渠中流速等于微幅干扰波的传播速度，即v=c时，是缓流和急流两种流态的分界，这种流动状态称为临界流。

17、绝对压强是以没有气体分子存在的完全真空为基准起算的压强；相对压强是以大地气压为基准起算的压强。

18、曲面边界层分离只可能发生在减速增压区。

19、明渠梯形过水断面几何要素的基本量为底宽b、水深h和边坡系数m。

20、地下水渐变渗流，过流断面上各点的渗流速度按均匀分布。

21、明渠均匀流形成的条件是：未能沿程减少值等于沿程水头损失，而水流的动能保持不变。

22、雷诺数表征惯性力与粘滞力之比，两流动相应的雷诺数相等，粘滞力相似。

23、弗劳德表征惯性力与重力之比，两流动相应的弗劳德数相等，重力相似。

24、欧拉数的物理意义表征压力与惯性力之比，两流动相应的欧拉数相等，压力相似
25、当地加速度：用欧拉法描述流体运动时，表示速度场随时间变化而引起的加速度。

26、绕流阻力：流体作用在绕流物体上，平行于流入方向的力称为绕流阻力。

27、水力最优充满度：无压管道在满流之前，输水能力达到最大值，相应的充满度是水力最优充满度。

28、淹没溢流：下游水位较高，顶托过堰水流，是的堰上水深小于临界水深变为大雨临界水深，水流由急流变为缓流，下游干扰波能向上游传播，此时为淹没溢流。

29、单位质量力和加速度的国际单位都是m/s2。

30、收缩断面：在孔口断面流线并不平行，流速继续收缩，直至距孔口约为d/2处收缩完毕，流线趋于平行，该断面称为收缩断面。