[招考]中科院大气物理研究所2006流体力学考试大纲
中科院大气物理研究所2006年硕士研究生流体力学考试大纲本《流体力学》考试大纲适用于中国科学院研究生院气象学和大气物理等专业的硕士研究生入学考试。流体力学是现代力学的重要分支，是许多学科专业的基础理论课程，他的主要内容包括流体运动学和动力学，量纲分析，流体波动和湍流理论等方面。要求考生对其基本概念有较深入的了解，能够系统地掌握命题演算和基本方程的推导，并具有综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力。
一、考试内容
（一）基础概念
1.流体的物理性质和宏观模型
*流体的主要物理性质：流动性、粘性和压缩性
*流点的概念和流体的宏观模型——连续介质假设
2.流体的运动的描述
*描写流体运动的两种观点：Lagrange观点和Euler观点及其差别以及两种变量的相互转换
*迹线和流线概念和物理实质
3.涡度、散度和形变率
*涡度、散度和形变率的定义，物理含义
*涡度、散度和形变率的计算
4.速度势函数和流函数
*速度势函数的定义、存在条件；速度势函数表示流体运动的方法
*流函数的定义、存在条件；速度流函数表示流体运动的方法
*速度势函数、流函数对一般二维流动的表示
（二）基本方程
1.连续方程
三种不同形式的连续方程，即：
*拉格郎日（Lagrange）观点下的流体连续方程
*欧拉（Euler）观点下的流体连续方程
*自由表面的流体连续方程
2.作用于流体的力、应力张量
*牛顿粘性假设
*应力张量
3.运动方程
*纳维——斯托可斯（Navier-Stokes）方程
*欧拉方程及其适用条件
*静力方程条件
*热平衡方程
4.简单情况下的纳维-斯托克斯方程的一些准确解（了解）
*简单情况下的纳维-斯托克斯方程的求解方法：平面库托流动、平面泊稷叶流动、
埃克曼流动
（三）相似原理与量纲分析
1.流体力学的相似概念
*流体力学模型试验的概念
*相似的概念：几何相似、运动相似和动力相似
2.相似判据
相似判据的概念和相似判据的确定方法
3.无量纲方程
*概量、特征值、无量纲量的基本概念
*无量纲方程的导出和无量纲数的引入
4.特征无量纲数
*几个重要特征无量纲数的定义及其物理意义
5.量纲分析和π定理
*量纲分析有关的基本概念和量纲分析的“齐次性”原理
*π定理的主要内容及其简单应用
（四）涡旋动力学基础
1.环流定理
*速度环流的定义及其所表示的物理含义
*速度环流的守恒定理——Kelvin定理
*引起速度环流变化的作用
2.涡度方程
*涡度方程的建立及各项的物理含义
*应用涡度方程讨论简单问题
（五）流体波动
1.波动的基本概念和数学模型
2.重力表面波和界面波
*重力表面波的求解和讨论
*界面波的形成原因及其波动方程的求解
（六）旋转流体动力学
1.旋转参考系中的流体运动方程
*旋转流体运动方程的建立
*理解科氏力的物理含义
*旋转流体的无量纲方程和Rossby数
2.普鲁德曼-泰勒定理
*普鲁德曼-泰勒定理的讨论
3.地转流动
*地转流动的概念，其描述方程和应用
（七）湍流
1.湍流概述
*湍流的基本概念、湍流的判据——临界雷诺数
*平均化法则
2.湍流平均运动方程和雷诺应力
*描述湍流运动的基本方法
*连续方程和平均运动方程
*雷诺应力的引入及其物理含义
二、考试要求
（一）基础概念
1.理解并掌握描述流体运动学的各种不同类型的基本概念，并掌握它们之间的联系和区别。
2.熟悉在各种坐标体系下各种不同类型的基本量基本的定量计算式公式，并能灵活应用计算。
（二）基本方程
1.熟悉各类基本方程的推导和其中各项的物理意义。
2.利用各类基本方程能对简单流动情形推导出基本解。
（三）相似原理与量纲分析
1.深入理解并掌握相似原理与量纲分析基本精神实质。
2.在此基础上，能够利用相似原理与量纲分析理的方法对方程进行简化和对一些问题求解。
（四）涡旋动力学基础
1.理解并熟练掌握速度环流的定义及其所表示的物理含义和
2.掌握涡度方程的建立及各项的物理含义。
3.能应用速度环流的定义和涡度方程讨论简单问题。
（五）流体波动
1.理解并熟练掌握波动的基本概念和数学模型。
2.深刻理解各种不同波的成因和它们的内在联系和区别。
（六）旋转流体动力学
1.熟练掌握旋转参考系中的流体运动方程
2.理解科氏力的物理含义
3.掌握地转流动的概念，其描述方程和应用
（七）湍流
1.理解湍流运动的基本特征和概念、湍流发生的判据——临界雷诺数
2.掌握湍流平均运动方程推导和雷诺应力
3.理解雷诺应力的引入及其物理含义
三、主要参考书目
1余志豪，苗曼倩，蒋全荣，杨平章。流体力学。北京：气象出版社，1994
2吴望一。流体力学。北京：北京大学出版社，1983
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