流体力学复习大纲

第1章流体及其主要物理性质

一、概念

1、什么是流体？什么是连续介质模型？连续介质模型的适用条件；

2、流体粘性的定义；动力粘性系数、运动粘性系数的定义、公式；理想流体的

定义及数学表达；牛顿内摩擦定律（两个表达式及其物理意义）；粘性产生的机理，粘性、粘性系数同温度的关系；牛顿流体的定义；

3、可压缩性的定义；体积弹性模量的定义、物理意义及公式；气体等温过程、

等熵过程的体积弹性模量；不可压缩流体的定义及体积弹性模量；

4、作用在流体上的两种力。

二、计算

1、牛顿内摩擦定律的应用－间隙很小的无限大平板及圆筒之间的流动。

第2章流体静力学

一、概念

1、流体静压强的特点；理想流体压强的特点（无论运动还是静止）；

2、静止流体平衡微分方程，物理意义及重力场下的简化；

3、不可压缩流体静压强分布（公式、物理意义），帕斯卡原理；

4、绝对压强、计示压强、真空压强的定义及相互之间的关系；

5、各种U型管测压计的优缺点；

6、作用在平面上的静压力（公式、物理意义）。

二、计算

1、U型管测压计的计算；

2、绝对压强、计示压强及真空压强的换算；

3、平壁面上静压力大小的计算。

第3章流体运动学基础

一、概念

1、描述流体运动的两种方法（着眼点、数学描述、拉格朗日及欧拉变数）；

2、流场的概念，定常场、非定常场、均匀场、非均匀场的概念及数学描述；

3、一元、二元、三元流动的概念；

4、物质导数的概念及公式：物质导数（质点导数）、局部导数（当地导数）、对

流导数（迁移导数、位变导数）的物理意义、数学描述；流体质点加速度、不可压缩流体、均质不可压缩流体的数学描述；

5、流线、迹线、染色线的定义、特点和区别，流线方程、迹线方程，什么时候

三线重合；流管的概念；

6、线变形的概念：相对伸长率、相对体积膨胀率公式，不可压缩流体的相对体

积膨胀率应为什么？旋转的概念：旋转角速度公式，什么样的流动是无旋的？

角变形率公式。

二、计算

1、物质导数的计算，如流体质点加速度或流体质点某物理量对时间的变化率；

2、相对体积膨胀率、旋转角速度、角变形率的计算；

3、流线、迹线方程的计算。

第4章流体动力学

一、概念

1、系统和控制体的概念；

2、雷诺输运定理公式、适用条件、物理意义以及式中各项的物理意义（具体到

连续方程、动量方程）；

3、连续方程、动量方程公式（重点是求和形式的公式）、各项的正负如何判断；

4、微分形式连续方程的适用条件、物理意义、公式及各种简化形式；

5、粘性流体中一点的应力状态与理想流体有什么区别；

6、N-S方程的物理意义；本构方程的定义？切应力公式。

二、计算

1、积分形式的动量方程、连续方程同伯努利方程的综合应用；（注意坐标系、控

制体的选取、受力分析时尤其要注意表压力是否存在）

2、微分形式连续方程的应用：判断流动是否存在，求某方向的流动速度等。

第5章相似原理与量纲分析

一、概念

1、什么是力学相似，力学相似包含那些相似，各个相似的定义及相关推论；

2、准则数的定义（哪两种力的比）、数学描述；

3、什么是近似模型法，雷诺相似、弗劳德相似等的定义、适用的流动，应用中

需注意的问题（如模型几何尺寸不能太小等）以及数学描述；自模化的定义；

4、量纲和谐原理；瑞利法、白金汉法适用的情况，求解步骤；基本量纲数、独

立变量数、无量纲数之间的关系；

二、计算

1、用瑞利法或白金汉法进行量纲分析；

2、近似模型法求解模型或实物流动中的各种参数（如速度、阻力等）。

第6章理想不可压缩流体的定常流动

一、概念

1、沿流线的伯努利方程：公式、各项物理和几何意义、总体物理和几何意义、

适用条件（注意单位重量流体和单位质量流体伯努利方程的不同表达形式式）；

2、毕托管、文丘里流量计测量的参数及测量原理；虹吸管的最大安装高度（最

大许用真空及冷沸腾现象）；

3、势流伯努利方程：公式、各项物理、总体物理意义、适用条件；

4、流函数、速度势函数存在的条件、满足拉普拉斯方程的条件，与速度之间的

关系（柯西－黎曼条件）；流函数与流量的关系；等流函数线与流线的关系；

速度场有势的概念；等流函数线与等势函数线的关系；流线或等势线密集的地方说明什么？

5、基本平面势流：各种基本平面势流的流函数、速度势函数、速度分布、压强

分布公式，流线、等势线的形状，点源（汇）、点涡流函数和速度势函数中A 的物理意义；奇点；

6、绕圆柱的流动：绕圆柱的无环量流动与有环量流动由哪几种基本平面势流组

成？圆柱面上的速度分布公式，压强分布状态；库塔－儒科夫斯基升力定理（公式、升力方向的判断）；达朗贝尔悖论描述的是什么，为什么会形成这样一个悖论？

二、计算

1、积分形式的动量方程、连续方程同伯努利方程的综合应用（注意伯努利方程

的应用）；

2、流函数、速度势函数是否存在的判断及求解（柯西－黎曼条件），速度分布的

求解（柯西－黎曼条件），压强分布的求解（势流伯努利方程）；

3、多个平面势流复合流场的计算；

第7章通道内的粘性流动

一、概念

1、流动的两种状态及判断准则数；圆管流动临界雷诺数的值以及计算雷诺数时

的特征长度和特征速度是什么？起始段和充分发展流动的概念；

2、N-S方程的简化，圆管层流的速度分布、切应力分布，最大速度与平均速度

之间的关系；

3、紊流瞬时物理量、时均物理量和脉动物理量的概念及相互关系，脉动物理量

的时均值；紊流切应力的构成；圆管紊流的结构（紊流核心区、层流底层、过渡区）；圆管紊流总切应力分布（定性），分子粘性应力及紊流附加应力（雷诺应力）沿圆管不同径向位置有什么样的变化；圆管紊流速度分布（定性），Re与圆管紊流速度分布的关系（定性）；

4、总流伯努利方程：公式、各项物理和几何意义、总体物理和几何意义、适用

条件（注意方程表达形式及量纲）；缓变流概念及数学描述；动能修正系数概念（层流和紊流状态分别取什么值）；h轴与功率的关系；

5、水力损失的概念；沿程损失公式、物理意义，不同流态下圆管沿程损失系数

与什么参数有关，如何计算？水力光滑管的概念，莫迪图中不同区域的特点（层流、水力光滑管、完全粗糙区等）；局部损失公式，淹没进口和淹没出口的局部损失系数；

6、当量直径的概念及公式，非圆通道沿程损失计算公式；

7、串联管道和并联管道的特点（流量、水力损失）。