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2021年哈爾濱工業(yè)大學(xué)動力工程及工程熱物理學(xué)科考研復(fù)試要求

根據(jù)教育部關(guān)于加強碩士研究生招生復(fù)試工作的指導(dǎo)意見及學(xué)校有關(guān)要求，哈工大動力工程及工程熱物理學(xué)科2021年全日制碩士研究生招生復(fù)試方案確定如下。

一、復(fù)試科目及主要內(nèi)容

（一）、復(fù)試由專業(yè)綜合測試和面試兩部分組成，外國語聽力考試在面試中進行。復(fù)試的總成績?yōu)?50分，其中專業(yè)綜合測試200分，面試150分。

（二）、專業(yè)綜合測試（200分）

包括一門必考科目（占100分）和一個7選1模塊（占100分）

1、專業(yè)基礎(chǔ)必考科目：傳熱學(xué)（占100分）

所有參加復(fù)試的考生均需要考這門課。

參考書目：《傳熱學(xué)》第4版，楊世銘、陶文銓編著，高等教育出版社。

主要內(nèi)容：

（1）導(dǎo)熱模塊

穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱：基本概念（物理意義、表達式及符號、單位）、導(dǎo)熱基本定律、導(dǎo)熱問題完整數(shù)學(xué)描述、典型一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題的分析解。

非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱：基本概念（物理意義、表達式及符號、單位、適用條件等）、集中參數(shù)法概念及運用、非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱完整數(shù)學(xué)描述。

導(dǎo)熱問題數(shù)值解法：導(dǎo)熱問題數(shù)值求解基本思想、主要步驟；節(jié)點離散方程建立；非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱數(shù)值時空離散化方法及注意事項。

（2）對流模塊

對流傳熱基本理論：基本概念（物理意義、表達式及符號、單位）、對流換熱影響因素，對流換熱問題的數(shù)學(xué)描述（對流換熱微分方程、能量方程、質(zhì)量方程、動量方程及定解條件）、邊界層基本概念/形成與發(fā)展的物理過程、數(shù)量級分析在二維穩(wěn)態(tài)邊界層型對流傳熱問題中的應(yīng)用。

單相對流傳熱的實驗關(guān)聯(lián)式：物理現(xiàn)象相似的基本概念、性質(zhì)、判斷準則；相似分析法；特征數(shù)（物理意義、表達式及符號、單位）；特征數(shù)方程使用過程注意事項；自然對流傳熱現(xiàn)象的特點。

相變對流傳熱：凝結(jié)分類與特性；膜狀凝結(jié)影響因素及傳熱強化；大容器飽和沸騰傳熱特性及其機制；沸騰傳熱影響因素及其強化。

（3）輻射模塊

熱輻射基本定律和輻射特性：基本概念（物理意義、表達式及符號、單位）；黑體輻射基本定律（普、維、蘭、斯）；實際物體對輻射能的吸收與輻射的關(guān)系（光譜選擇性、基爾霍夫定律）；

輻射傳熱的計算：角系數(shù)概念、性質(zhì)、使用條件、計算方法；多表面輻射換熱熱網(wǎng)絡(luò)法；輻射傳熱的控制。

（4）綜合模塊

傳熱過程的分析和計算；換熱器分類；順、逆流換熱器中的平均溫差；熱量傳遞過程的強化與削弱技術(shù)

輻射傳熱的計算：角系數(shù)概念、性質(zhì)、使用條件、計算方法；多表面輻射換熱熱網(wǎng)絡(luò)法；輻射傳熱的控制。

2、專業(yè)綜合測試7選1模塊（占100分）

采用7選1模塊，即考生從“氣體動力學(xué)”、“燃燒學(xué)”、“能源轉(zhuǎn)化基礎(chǔ)”、“制冷原理與工程”，“流體機械原理與設(shè)計”，“發(fā)動機強度與振動”和“核反應(yīng)堆物理分析”7個模塊中，任選一個模塊作答。每個模塊題目包括兩部分，即基礎(chǔ)概念與知識部分和綜合應(yīng)用部分。綜合應(yīng)用部分試題形式多屬于開放性題目，考察學(xué)生綜合應(yīng)用本方向知識體系能力。

7個模塊所涵蓋主要課程及參考書目如下：

[1] 氣體動力學(xué)（100分）

參考書目：《氣體動力學(xué)基礎(chǔ)》，陳浮等編著，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2014年。

主要內(nèi)容

一維定常流動基本方程：連續(xù)、動量、能量方程的不同形式及其推廣應(yīng)用；各種氣動函數(shù)及其應(yīng)用。

波系：弱擾動波的形成、傳播及其特點（含波前后參數(shù)關(guān)系分析）；激波的形成、傳播及其特點（含波前后參數(shù)關(guān)系分析）；波的反射及相交。

一維定常管流：收縮噴管、縮放/拉法爾噴管內(nèi)流動狀態(tài)與氣動參數(shù)關(guān)系；摩擦管道、換熱管道內(nèi)氣體流動的特點及其對參數(shù)影響。

[2] 燃燒學(xué)（100分）

主要參考資料：《燃燒學(xué)》，徐通模、惠世恩編，機械工業(yè)出版社，2011年；《燃燒學(xué)導(dǎo)論：概念與應(yīng)用（第3版）》，特納斯著、姚強、李水清、王宇等譯，清華大學(xué)出版社，2015年。

主要內(nèi)容

燃燒化學(xué)基礎(chǔ)：燃燒焓和絕熱火焰溫度計算；化學(xué)反應(yīng)速率和活化能；鏈鎖反應(yīng)；典型氣體燃燒反應(yīng)機理；NO生成機理。

燃燒物理學(xué)基礎(chǔ)：二元組分擴散理論；多組分燃燒系統(tǒng)的質(zhì)量平衡和能量平衡；直流射流和旋轉(zhuǎn)射流；斯蒂芬流。

氣體燃料燃燒：預(yù)混氣體熱自燃理論；預(yù)混氣體點燃理論；層流火焰?zhèn)鞑サ臒崂碚摚煌牧骰鹧鎮(zhèn)鞑ダ碚摶A(chǔ)；火焰穩(wěn)定性分析；預(yù)混燃燒和擴散燃燒分析。

液體燃料燃燒：單個液滴蒸發(fā)過程分析；單個液滴燃燒過程分析；液體霧化和液霧燃燒理論基礎(chǔ)，液體燃料燃燒組織。

固體燃料燃燒：固體燃料熱解基本原理和模型；碳燃燒異相反應(yīng)理論；碳燃燒反應(yīng)機理；碳燃燒反應(yīng)控制；固體燃料燃燒組織。

[3] 能源轉(zhuǎn)化基礎(chǔ)（100分）

主要參考資料：《能量化學(xué)》，吳周新等編著，化學(xué)工業(yè)出版社，2016年；其他參考書：《物理化學(xué)講義》，彭笑剛著，高等教育出版社，2012年。

主要內(nèi)容

分子能量系統(tǒng)：由分子能級到分子能量系統(tǒng)；光譜選律；光熱轉(zhuǎn)化定律；波粒二象性與光電效應(yīng)；固體能帶與分子能級間的關(guān)系與區(qū)別；結(jié)合光熱轉(zhuǎn)化與光電轉(zhuǎn)化過程，深入理解和認識分子能量系統(tǒng)。

能量轉(zhuǎn)換與儲存：化學(xué)鍵的三種模型及其含義；反應(yīng)焓、反應(yīng)熱、反應(yīng)自由能的表達式及物理意義；吉布斯自由能與亥姆霍茲自由能；化學(xué)勢的定義及表達式；能斯特方程的推導(dǎo)；能夠分析熱化學(xué)儲存與電化學(xué)儲存過程及影響因素。

能量傳遞與控制：能量傳遞的介質(zhì)；能量傳遞基本定律：傅里葉導(dǎo)熱定律、焦耳定律、菲克擴散定律；熱流控制的原理與方法；能夠分析熱管、選擇性吸收涂層等涉及的能量傳遞及影響因素。

碳基能源熱轉(zhuǎn)化：煤炭、生物質(zhì)、油、氣等能源物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)；化學(xué)反應(yīng)的熱力學(xué)和動力學(xué)控制；氣固異相催化的步驟及影響因素；固定床、移動床和流化床的一般特點和規(guī)律；能夠分析和理解煤炭/生物質(zhì)的熱解技術(shù)、氣化和液化技術(shù)。

[4] 制冷原理與工程（100分）

參考書目：《制冷原理及設(shè)備》，吳業(yè)正、朱瑞琪等編著，西安交通大學(xué)出版社，2015年第4版。

主要內(nèi)容

各種制冷方法的制冷原理和工作特點：掌握蒸汽壓縮制冷、蒸汽吸收制冷、蒸汽噴射制冷、吸附制冷、熱電制冷、磁制冷、氣體膨脹制冷等制冷方法的工作原理和特點。

單級壓縮制冷的熱力循環(huán)特性分析：掌握理想循環(huán)和逆卡諾循環(huán)的壓力-比焓圖和溫度-比熵圖，和性能系數(shù)的計算。了解單級壓縮制冷的實際循環(huán)，以及液體過冷、蒸汽過熱、回?zé)帷Q熱和壓力損失對系統(tǒng)性能的影響。

制冷劑的基本概念：制冷劑的熱力性質(zhì)對循環(huán)的影響，掌握一點、兩線、三區(qū)的概念。了解制冷劑的分類和選用制冷劑時需要考慮的因素。混合制冷劑的熱力學(xué)特征。

兩級壓縮和復(fù)疊式制冷循環(huán)特性分析：掌握典型的兩級壓縮和復(fù)疊式制冷循環(huán)的工作原理和熱力計算。

吸收式制冷機和熱泵的循環(huán)特性分析：吸收式制冷機(氨或溴化鋰)和熱泵的基本工作原理、應(yīng)用和熱力計算。

空調(diào)的空氣熱濕處理設(shè)備及原理：了解空氣熱濕處理的設(shè)備，掌握空氣熱濕處理的途徑與原理，掌握焓濕圖的基本畫法，利用焓濕圖分析空氣熱濕處理過程，了解不同季節(jié)空氣熱濕處理方案。

[5] 流體機械原理與設(shè)計（100分）

參考書目：1、閆國軍主編，葉片式泵風(fēng)機原理及設(shè)計，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社出版，2009年；2、關(guān)醒凡著，現(xiàn)代泵理論與設(shè)計，中國宇航出版社，2011年。

主要內(nèi)容

葉片式泵基本概念：葉片式泵的工作原理，主要類型，泵主要性能參數(shù)，葉片式泵的典型結(jié)構(gòu)。難點在于吸入過程分析和揚程的概念。

葉片式泵基本理論：葉輪葉片的表示方法，一元理論假設(shè)和速度三角形，葉片式泵的基本方程，出口角對泵性能的影響，泵的特性曲線，泵內(nèi)的損失及效率。難點在于一元理論假設(shè)的理解和速度三角形的繪制。

葉片式泵的相似理論：葉片式泵的相似定律，比轉(zhuǎn)速，相似理論的應(yīng)用，切割定律，液體粘性對泵性能的影響。難點在于相似工況的理解和相似理論的應(yīng)用。

葉片式泵的空化和空蝕：空化和空蝕基本概念，葉片式泵產(chǎn)生空化時的現(xiàn)象和空化類型，空化基本方程，空化相似定律，裝置空化余量的計算方法，提高泵抗空化性能的措施，空化的熱力學(xué)影響。難點在于空化計算。

葉片式泵的運轉(zhuǎn)特性及調(diào)節(jié)：葉片式泵運轉(zhuǎn)時的工況點確定，葉片式泵串聯(lián)和并聯(lián)運轉(zhuǎn)分析，泵運轉(zhuǎn)工況的調(diào)節(jié)方法和應(yīng)用。難點在于泵系統(tǒng)運行工況點的分析和流量調(diào)節(jié)方法。

[6] 發(fā)動機強度與振動（100分）

參考書目：《航空燃氣渦輪發(fā)動機強度設(shè)計》，宋兆泓、熊昌炳、鄭光華編著，北京航空航天大學(xué)出版社，1988年；《透平零件結(jié)構(gòu)強度與振動》，吳厚鈺編著，機械工業(yè)出版社，1984年。

主要內(nèi)容

葉片靜強度：葉片的受力分析；葉片離心應(yīng)力計算；葉片彎曲應(yīng)力計算；葉片的靜強度校核。

葉片振動：葉片振動的激振力產(chǎn)生的原因及特性分析；葉片振動形式分析；等截面葉片自振頻率計算方法；葉片的動頻和動應(yīng)力分析；影響葉片自振頻率的主要因素。

葉輪強度：旋轉(zhuǎn)薄圓環(huán)的應(yīng)力計算；葉輪應(yīng)力計算的基本方程；等厚度葉輪應(yīng)力計算；實際葉輪應(yīng)力計算的二次計算法，葉輪強度校核。

轉(zhuǎn)子振動與臨界轉(zhuǎn)速：單盤轉(zhuǎn)子振動特性分析；等直徑轉(zhuǎn)子的振動特性；影響臨界轉(zhuǎn)速的因素；初參數(shù)法計算轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速；轉(zhuǎn)子動平衡理論及應(yīng)用。

主軸強度：渦輪軸強度計算；其他類型主軸的外載荷；主軸的剛度；主軸的疲勞強度計算。

[7] 核反應(yīng)堆物理分析（100分）

參考書目：《核反應(yīng)堆物理分析》，謝仲生主編，西安交通大學(xué)出版社，2020，第5版。

主要內(nèi)容

反應(yīng)堆的和物理基礎(chǔ)：包括裂變及鏈式裂變反應(yīng),反應(yīng)堆；中子與原子核的相互作用機制，散射、吸收和裂變；物性參數(shù)包括微觀截面、宏觀截面、平均自由程、中子通量密度（注量率）、核反應(yīng)率）；鏈式裂變過程，中子循環(huán)及四（六）因子公式；共振吸收與多普勒效應(yīng)。

中子學(xué)過程：中子的散射與能量分布，散射角與散射角余弦，對數(shù)能降（了變量）；中子的慢化能譜，有效共振積分和逃脫共振俘獲概率，熱中子能譜與熱中子的平均截面。

中子的擴散與臨界理論：斐克定律及其假設(shè)條件，單能中子擴散方程（適用范圍、邊界條件）；非增殖戒指內(nèi)中子擴散方程的解（無限介質(zhì)點源、平面源、兩種不同介質(zhì)）；擴散長度、慢化長度和徙動長度；均勻介質(zhì)增殖堆單能中子擴散方程及其解析解，臨界條件（幾何曲率、材料曲率），臨界計算的任務(wù)及單群理論的修正；反射層及其作用，反射層節(jié)省，中子通量密度分布不均及功率展平。

分群擴散理論與柵格的均勻化：中子的能量分群及群常數(shù)，雙群方程；柵格的非均勻效應(yīng)，柵格的均勻化及柵元均勻化群常數(shù)，多群常數(shù)與少群常數(shù)，溫度對共振吸收的影響，柵格幾何參數(shù)的選擇。

反應(yīng)堆內(nèi)的燃料變化及動力學(xué)過程：燃耗、中毒與反應(yīng)性控制、反應(yīng)性，剩余反應(yīng)性；反應(yīng)性控制，剩余反應(yīng)性的變化（Xe，Sm中毒），燃耗深度，堆芯壽期；燃料的轉(zhuǎn)換與增殖、倍增時間（線性、指數(shù)）；溫度效應(yīng)，反應(yīng)性系數(shù)包括溫度（燃料，慢化劑），空泡，功率等；溫度系數(shù)對穩(wěn)定性的影響，剩余反應(yīng)性，控制毒物價值，停堆深度，總的被控反應(yīng)性；反應(yīng)性控制的任務(wù)及方式，控制棒控制及特點，干涉效應(yīng)，深度對功率的影響；可燃毒物控制及特點，化學(xué)補償控制及特點。

反應(yīng)堆動力學(xué)：緩發(fā)中子的作用，點堆模型及中子動力學(xué)方程，反應(yīng)堆周期，反應(yīng)堆響應(yīng)特性。

（三）、面試（150分）

學(xué)科將組成專家組對考生進行面試，考核內(nèi)容包括：

（1）身心健康狀態(tài)；

（2）綜合分析與語言表達能力；

（3）對本學(xué)科國內(nèi)外前沿研究課題的了解；

（4）外語聽力及口語；

（5）專業(yè)課以外其他知識技能的掌握情況；

（6）特長與興趣；

（7）從事科研工作的潛力；

（8）從事科研工作的基礎(chǔ)與能力。

具體考核形式屆時以復(fù)試方案為準。