流体力学作为工程学科的基础理论与核心工具，在中科院渗流流体力学研究所博士考核中占据核心地位。本篇分析基于2018-2023年该所流体力学专业考博真题，总结出流体力学与渗流力学交叉领域的六大核心考核模块。

第一章 流体力学基础理论（权重35%）

1.1 连续介质假设与Navier-Stokes方程组

重点考察非定常流动方程的数学推导（连续性方程、动量方程、能量方程），特别关注各向异性多孔介质中的Navier-Stokes方程修正形式。2021年考题中曾要求推导考虑惯性力影响的Boussinesq方程。

1.2 本构关系与流动稳定性

需掌握牛顿流体与Non-Newton流体本构模型的数学表征（如Cross模型、Power Law模型），重点分析Re数与流动稳定性的关系。2022年真题涉及非牛顿流体在毛细管中的弹性力-粘性力耦合作用分析。

第二章 渗流力学核心理论（权重40%）

2.1 多孔介质渗流理论

重点包括：达西定律的适用条件与修正（Forchheimer修正、Kramers-Kraaijens模型），变饱和渗流方程（Rivlin-Ericksen本构模型），以及双重孔隙介质中的物质传输规律。2023年考题要求推导考虑毛细管力影响的广义达西定律。

2.2 非牛顿渗流理论

需熟练运用Maxwell流体、Oldroyd流体等本构模型分析渗流场。重点考核：1）非牛顿流体在水平井中的渗流阻力计算；2） Herschel-Bulkley流体在弯曲孔隙道中的流动特性；3）触变性流体在剪切恢复过程中的渗流效率变化。

第三章 数值模拟技术（权重20%）

3.1 CFD与FEM方法对比

要求掌握：1）有限体积法在渗流计算中的守恒特性；2）移动网格技术（VOF方法）在自由界面模拟中的应用；3）FLAC3D与COMSOL在多场耦合中的适用场景对比。2020年考题涉及孔隙结构生成算法（FEM自动网格划分）的误差分析。

3.2 模拟验证与参数反演

重点包括：1）渗透率反演的Tikhonov正则化方法；2）基于机器学习的参数优化（BP神经网络在裂缝性储层中的应用）；3）多尺度建模中的跨尺度耦合技术（连续介质-离散相耦合模型）。

第四章 实验技术要求（权重10%）

4.1 精密测量设备操作

需掌握：1）气轨干涉仪在流速测量中的标定方法；2）高温高压流变仪（MCR 302）的温控精度（±0.1℃）；3）三轴渗透仪在双压力系统下的数据采集流程。2022年实验考试涉及毛细管压力曲线（CPC）的自动采集与处理。

第五章 跨学科应用（近年新增考核方向）

5.1 新能源领域应用

重点考核：1）超临界CO2在页岩气开采中的渗流特性；2）微通道流动中的相变传热-渗流耦合（以氢燃料电池流道为背景）；3）波浪能-渗流协同发电系统的数学模型。

5.2 生物医学渗流

需掌握：1）微血管中的红细胞迁移模型（Weibull分布拟合）；2）人工骨移植材料的孔隙率优化（基于有限元法的生物力学性能预测）；3）肿瘤微环境中的药物渗透效率计算（Ktrans参数测量）。

第六章 近年热点专题（2023年新增）

6.1 智能材料驱动渗流

重点分析：1）形状记忆合金（SMA）在智能渗流控制中的应用（温度响应式渗透率调节）；2）磁流变流体在定向渗流中的磁化强度阈值计算；3）4D打印多孔材料的渗流各向异性调控。

6.2 数字孪生与渗流优化

需掌握：1）基于数字孪生的渗流场实时监测系统架构（IoT传感器网络+边缘计算）；2）数字孪生体在渗流预测中的不确定性量化（蒙特卡洛模拟）；3）数字孪生驱动的智能排水决策模型（以城市地下水位调控为背景）。

考试题型与答题策略：

1. 理论推导题（60分）：重点考察方程推导（如推导考虑惯性项的修正达西定律），需注意数学推导的严谨性（如Navier-Stokes方程各项量纲一致性验证）。

2. 应用分析题（30分）：常以典型工程问题为背景（如页岩气水平井压裂设计），需结合理论公式进行参数敏感性分析。

3. 研究计划题（10分）：要求明确研究创新点（如"提出基于数字孪生的智能渗流调控系统"），需包含技术路线图与预期成果。

推荐参考书目：

《流体力学》（吴望一，第二版）

《渗流力学》（陈幼平，第三版）

《计算流体力学》（吴兆顺，2021）

《Non-Newtonian Fluids in Microfluidics》（Springer，2022）

《Digital Twin in渗流工程》（IEEE，2023）

特别提示：2024年新增考核模块为"碳中和背景下的碳捕集渗流技术"，建议重点复习：1）多孔材料对CO2/N2的选择性吸附机制；2）碳捕集-地质封存（CCS）系统的渗流-化学反应耦合模型；3）基于机器学习的封存位点优化方法。