2021年哈爾濱工業大學動力工程及工程熱物理學科考研復試要求

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根據教育部關于加強碩士研究生招生復試工作的指導意見及學校有關要求，哈工大動力工程及工程熱物理學科2021年全日制碩士研究生招生復試方案確定如下。

一、復試科目及主要內容

（一）、復試由專業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。復試的總成績為350分，其中專業綜合測試200分，面試150分。

（二）、專業綜合測試（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、專業基礎必考科目：傳熱學（占100分）

所有參加復試的考生均需要考這門課。

參考書目：《傳熱學》第4版，楊世銘、陶文銓編著，高等教育出版社。

主要內容：

（1）導熱模塊

穩態導熱：基本概念（物理意義、表達式及符號、單位）、導熱基本定律、導熱問題完整數學描述、典型一維穩態導熱問題的分析解。

非穩態導熱：基本概念（物理意義、表達式及符號、單位、適用條件等）、集中參數法概念及運用、非穩態導熱完整數學描述。

導熱問題數值解法：導熱問題數值求解基本思想、主要步驟；節點離散方程建立；非穩態導熱數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，對流換熱問題的數學描述（對流換熱微分方程、能量方程、質量方程、動量方程及定解條件）、邊界層基本概念/形成與發展的物理過程、數量級分析在二維穩態邊界層型對流傳熱問題中的應用。

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

相變對流傳熱：凝結分類與特性；膜狀凝結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系（光譜選擇性、基爾霍夫定律）；

輻射傳熱的計算：角系數概念、性質、使用條件、計算方法；多表面輻射換熱熱網絡法；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

輻射傳熱的計算：角系數概念、性質、使用條件、計算方法；多表面輻射換熱熱網絡法；輻射傳熱的控制。

2、專業綜合測試7選1模塊（占100分）

采用7選1模塊，即考生從“氣體動力學”、“燃燒學”、“能源轉化基礎”、“制冷原理與工程”，“流體機械原理與設計”，“發動機強度與振動”和“核反應堆物理分析”7個模塊中，任選一個模塊作答。每個模塊題目包括兩部分，即基礎概念與知識部分和綜合應用部分。綜合應用部分試題形式多屬于開放性題目，考察學生綜合應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（100分）

參考書目：《氣體動力學基礎》，陳浮等編著，哈爾濱工業大學出版社，2014年。

主要內容

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

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

一維定常管流：收縮噴管、縮放/拉法爾噴管內流動狀態與氣動參數關系；摩擦管道、換熱管道內氣體流動的特點及其對參數影響。

[2] 燃燒學（100分）

主要參考資料：《燃燒學》，徐通模、惠世恩編，機械工業出版社，2011年；《燃燒學導論：概念與應用（第3版）》，特納斯著、姚強、李水清、王宇等譯，清華大學出版社，2015年。

主要內容

燃燒化學基礎：燃燒焓和絕熱火焰溫度計算；化學反應速率和活化能；鏈鎖反應；典型氣體燃燒反應機理；NO生成機理。

燃燒物理學基礎：二元組分擴散理論；多組分燃燒系統的質量平衡和能量平衡；直流射流和旋轉射流；斯蒂芬流。

氣體燃料燃燒：預混氣體熱自燃理論；預混氣體點燃理論；層流火焰傳播的熱理論；湍流火焰傳播理論基礎；火焰穩定性分析；預混燃燒和擴散燃燒分析。

液體燃料燃燒：單個液滴蒸發過程分析；單個液滴燃燒過程分析；液體霧化和液霧燃燒理論基礎，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；碳燃燒異相反應理論；碳燃燒反應機理；碳燃燒反應控制；固體燃料燃燒組織。

[3] 能源轉化基礎（100分）

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

主要內容

分子能量系統：由分子能級到分子能量系統；光譜選律；光熱轉化定律；波粒二象性與光電效應；固體能帶與分子能級間的關系與區別；結合光熱轉化與光電轉化過程，深入理解和認識分子能量系統。

能量轉換與儲存：化學鍵的三種模型及其含義；反應焓、反應熱、反應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；化學勢的定義及表達式；能斯特方程的推導；能夠分析熱化學儲存與電化學儲存過程及影響因素。

能量傳遞與控制：能量傳遞的介質；能量傳遞基本定律：傅里葉導熱定律、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。

碳基能源熱轉化：煤炭、生物質、油、氣等能源物質的分子結構；化學反應的熱力學和動力學控制；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律；能夠分析和理解煤炭/生物質的熱解技術、氣化和液化技術。

[4] 制冷原理與工程（100分）

參考書目：《制冷原理及設備》，吳業正、朱瑞琪等編著，西安交通大學出版社，2015年第4版。

主要內容

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特性分析：掌握理想循環和逆卡諾循環的壓力-比焓圖和溫度-比熵圖，和性能系數的計算。了解單級壓縮制冷的實際循環，以及液體過冷、蒸汽過熱、回熱、換熱和壓力損失對系統性能的影響。

制冷劑的基本概念：制冷劑的熱力性質對循環的影響，掌握一點、兩線、三區的概念。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特征。

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

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

空調的空氣熱濕處理設備及原理：了解空氣熱濕處理的設備，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，了解不同季節空氣熱濕處理方案。

[5] 流體機械原理與設計（100分）

參考書目：1、閆國軍主編，葉片式泵風機原理及設計，哈爾濱工業大學出版社出版，2009年；2、關醒凡著，現代泵理論與設計，中國宇航出版社，2011年。

主要內容

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，葉片式泵的典型結構。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，泵內的損失及效率。難點在于一元理論假設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，比轉速，相似理論的應用，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，葉片式泵產生空化時的現象和空化類型，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，空化的熱力學影響。難點在于空化計算。

葉片式泵的運轉特性及調節：葉片式泵運轉時的工況點確定，葉片式泵串聯和并聯運轉分析，泵運轉工況的調節方法和應用。難點在于泵系統運行工況點的分析和流量調節方法。

[6] 發動機強度與振動（100分）

參考書目：《航空燃氣渦輪發動機強度設計》，宋兆泓、熊昌炳、鄭光華編著，北京航空航天大學出版社，1988年；《透平零件結構強度與振動》，吳厚鈺編著，機械工業出版社，1984年。

主要內容

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

葉片振動：葉片振動的激振力產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；葉片的動頻和動應力分析；影響葉片自振頻率的主要因素。

葉輪強度：旋轉薄圓環的應力計算；葉輪應力計算的基本方程；等厚度葉輪應力計算；實際葉輪應力計算的二次計算法，葉輪強度校核。

轉子振動與臨界轉速：單盤轉子振動特性分析；等直徑轉子的振動特性；影響臨界轉速的因素；初參數法計算轉子臨界轉速；轉子動平衡理論及應用。

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] 核反應堆物理分析（100分）

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

主要內容

反應堆的和物理基礎：包括裂變及鏈式裂變反應,反應堆；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）、核反應率）；鏈式裂變過程，中子循環及四（六）因子公式；共振吸收與多普勒效應。

中子學過程：中子的散射與能量分布，散射角與散射角余弦，對數能降（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：斐克定律及其假設條件，單能中子擴散方程（適用范圍、邊界條件）；非增殖戒指內中子擴散方程的解（無限介質點源、平面源、兩種不同介質）；擴散長度、慢化長度和徙動長度；均勻介質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），臨界計算的任務及單群理論的修正；反射層及其作用，反射層節省，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，雙群方程；柵格的非均勻效應，柵格的均勻化及柵元均勻化群常數，多群常數與少群常數，溫度對共振吸收的影響，柵格幾何參數的選擇。

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

反應堆動力學：緩發中子的作用，點堆模型及中子動力學方程，反應堆周期，反應堆響應特性。

（三）、面試（150分）

學科將組成專家組對考生進行面試，考核內容包括：

（1）身心健康狀態；

（2）綜合分析與語言表達能力；

（3）對本學科國內外前沿研究課題的了解；

（4）外語聽力及口語；

（5）專業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與能力。

具體考核形式屆時以復試方案為準。