流体力学资料整理

1、山东科技大学流体力学.学长只能帮你到这了第一部分,简答1、何为流体的粘性？影响粘性的主要因素有哪些？当温度升高时，液体和气体的粘性如何变化？1、粘性是流体在运动状态下所表现出来的具有抵抗（阻止）发生剪切变形的能力（特性），它是流体所固有的一种属性，但只有当流层（或流体质点）之间具有相对运动时才表现出来。影响粘性的主要因素有压强和温度，其中，压强的变化对流体粘性的影响较小。当温度升高时，气体的粘性增大，而液体的粘性降低。2、按照作用方式的不同，作用在流体上的力有哪几类？作用在流体上的力可分为表面力和质量力。表面力是作用在所取的分离体的表面上，并与受作用的流体表面积成比例的力。表面力又可分为法向力

2、（压力）和切向力（摩擦力）。质量力是作用在流体的每个质点上，其大小与流体的质量成正比的力。常见的质量力有重力和惯性力。3、以矢量形式写出常粘度条件下不可压缩流体的Navier-Stokes方程的表达式，并说明各项的意义。非稳态项。定常流动为0，静止流动为0（由时间变化引起，称为当地加速度）；对流项。静止流场为0，蠕变流时（由空间位置变化引起，称为迁移加速度）； 单位质量流体的体积力(质量力)；单位质量流体的压力差； 扩散项(粘性力项)。对静止或理想流体为0，高速非边界层问题。4、什么是粘滞性？什么是牛顿内摩擦定律？不满足牛顿内摩擦定律的流体是牛顿流体还是非牛顿流体？4、粘滞性是当流体流动时，在

3、流体内部显示出的内摩擦力性质。 牛顿内摩擦定律是： ； 不满足牛顿内摩擦定律的流体是非牛顿流体。5、什么是流线？什么是迹线？流线与迹线的区别是什么？5、答：流线是某一瞬时在流场中画出的一条空间曲线，此瞬时在曲线上任一点的切线方向与该点的速度方向重合，这条曲线叫流线。迹线则是在时间过程中表示同一流体质点运动的曲线。 区别：迹线是流场中流体质点在一段时间过程中所走过的轨迹线。流线是由无究多个质点组成的，它是表示这无究多个流体质点在某一固定瞬间运动方向的曲线。6、伯努利方程的使用条件是什么？6、理想流体、定长、不可压缩、重力场、沿流线。7、在流体力学中，拉格朗日分析法和欧拉分析法有何区别？7、答：

4、拉格朗曰法着眼于流体中各质点的流动情况跟踪每一个质点观察与分析该质点的运动历程然后综合足够多的质点的运动情况以得到整个流体运动的规律。 欧拉法着眼于流体经过空间各固定点时的运动情况它不过问这些流体运动情况是哪些流体质点表现出来的也不管那些质点的运动历程因此拉格朗曰分析法和欧拉分析法是描述流体的运动形态和方式的两种不同的基本方法 。8、什么是剪切流？什么是压差流？各自的边界条件是什么？答:8、剪切流：在压差为零的条件下，因平行平面间的相对运动产生的流动。边界条件：y=0,u=0;y=h,u=u0；压差流：上下平面均固定不动，由于两端压差而产生的流动。边界条件：y=0,u=0;y=h,u=0；1、

5、流体的粘性产生机理是什么？1、液体主要是由于液体分子之间的吸引力产生的，气体主要是因为气体分子做不规则运动的动量交换产生阻力而产生的。2、从水力学观点来看，流体元流能量方程式的各项意义是什么？2、几何意义：伯努利积分各项都具有长度量纲，几何上可用某个高度来表示，常称作水头。Z过流断面上流体质点相对所选基准面的高度（简称位置高度），称为位置水头。过流断面上流体质点的压强作用使流体沿测压管所能上升的高度，称为压强水头。过流断面上流体质点的测压管水面相对于基准面的高度（简称测压管高度），称为测压管水头。-速度水头-总水头物理意义：伯努利方程表示能量的平衡关系。Z单位重量流体所具有的位置势能（简称单位

6、位置势能）-单位重量流体所具有的压强势能（简称单位压强势能）-单位重量流体所具有的总势能（简称单位总势能）单位重量流体所具有的动能（简称单位动能）单位重量流体所具有的总机械能（简称单位总机械能）3、根据雷诺实验，流体流动有哪两种状态？对于圆管中的流动，雷诺数通常是如何定义的（要求说明定义式中每个物理量的意义）？其流动状态的判别准则是什么？ 3、流体流动有层流和湍流两种状态； 对于圆管中的流动，雷诺数通常如何定义为或，其中分别为流体的密度、平均速度、动力粘度、运动粘度和圆管直径； 一般认为当时为层流；当时为湍流，当为处于过渡状态的流动。8、研究管道中的流动和大多数明渠流动中，分别应按哪种准则设计

7、模型？8、研究管路中的流动，粘滞力起主要作用，应按雷诺准则设计模型;在大多数明渠流动中，重力起主要作用，应按佛汝德准则设计模型。1什么是流体的压缩性和膨胀性？1. 流体的压强在一定情况下温度升高，体积膨胀，密度减小的性质，称为流体的膨胀性，流体在一定情况下压强增大，体积缩小，密度增大的性质，称为流体的压缩性。2流体的粘性产生机理是什么？2.液体主要是由于液体分子之间的吸引力产生的，气体主要是因为气体分子做不规则运动的动量交换产生阻力而产生的。3如何定义质量力和表面力，它们分别有哪些表现形式？3.作用于流体的每一个质点上，与流体的质量成正比的力，称为质量力。质量力又分为重力和惯性力。作用于所研究

8、的流体表面上，与表面积成正比的力称为表面力。表面力分为切向分力和法向分力两种表达形式。1.简述流体静压强的特点。答案1,一、流体静压强的作用方向沿作用面的内法线方向。二、在静止流体中任意一点流体静压强的大小与作用面在空间的方位无关，是点的空间坐标函数。2.写出静力学基本方程并简述其水力学意义 ，首先  从它的方程入手  z+p/=c   1.几何意义：第一项代表位置水头，静流体中某点至基准面的高度，与基准面有关   第二项 压力水头 静流体中某点上方液柱的高度，与基准面无关  前两项的和是测压管水头 物理意义：第一项是比位能，单位重量流体所具有

9、的位置势能，  第二项是比压能 单位重量流体的压力势能，在p作用下，上升 h=p/  即流体位置势能的增加  两项之和 比总势能3.什么是等压面? 对于静止液体，当作用在液体上的质量力仅有重力时，则液体中哪些面是等压面？3，在静止流体中，压强相等的点所组成的面称为等压面。自由表面（或气液分界面）；两种不互溶液体的交界面；液体内能相互连通（或不被隔断）的同种液体内的各水平面。4.为什么水平面必是等压面？4,由于深度相等的点，压强也相同，这些深度相同的点所组成的平面是一个水平面，可见水平面是压强处处相等的面，即水平面必是等压面。5.什么是绝对压强和相对压强？5,绝对压

10、强：以完全没有气体存在的绝对真空为零点算起的压强，称为绝对压强。相对压强：以当地大气压强为零点算起的压强，称为相对压强。2、什么叫流管、流束、过流断面和元流？在流场内，取任意非流线的封闭曲线L,经此曲线上的全部点做流线，这些流线组成的管状流面称为流管。流管内的全部流体称为流束。当流束的断面dA无限小时的微小流束，称为元流。在元流和总流中，凡是与流线处处相垂直的横断面，称为流体的过流断面。3、什么是渐变流和急变流，二者的主要特点是什么？答：渐变流指流线之间的夹角很小，且曲率半径很大的流动。在渐变流中，由于流线近似平行直线，质点流速沿流向变化所形成的惯性很小，可忽略不计，过流断面可认为是平面，在过

11、流断面上，压强分布也可认为服从于流体静力学规定，即渐变流可近似按均匀流处理。急变流指流线之间的夹角很大，且曲率半径很小的流动。在急变流的流段中，质点流速沿流向变化所形成的惯性很大，不能忽略不计，在过流断面上，压强分布已不服从于流体静力学规定。2、根据尼古拉斯实验曲线中随Re变化的特征，可将曲线分为哪五个阻力区？答：层流区、临界过渡区、紊流光滑区、紊流过渡区、紊流粗糙区。3、什么是沿程损失？什么是局部损失？答： 在沿程不变的管段上，流动阻力沿程也基本不变，称这类阻力为沿程阻力，克服沿程阻力引起的能量损失为沿程损失。在边壁急剧变化的区域，阻力主要地集中在该区域中及其附近，这种集中分布的阻力称为局部

12、阻力。克服局部阻力的能量损失为局部损失2在流体力学当中，三个主要的力学模型是指哪三个？答：（1）连续介质；（2）无粘性流体；（3）不可压缩流体。3什么是理想流体？答：理想流体即指无粘性流体，是不考虑流体的粘性的理想化的流体。4什么是实际流体？答：考虑流体的粘性的流体。5什么是不可压缩流体？答：不计流体的压缩性和热胀性的而对流体物理性质的简化。6为什么流体静压强的方向必垂直作用面的内法线？答：由于流体在静止时，不能承受拉力和切力，所以流体静压强的方向必然是沿着作用面的内法线方向。7为什么水平面必是等压面？答：由于深度相等的点，压强也相同，这些深度相同的点所组成的平面是一个水平面，可见水平面是压强

13、处处相等的面，即水平面必是等压面。8什么是等压面？满足等压面的三个条件是什么？答： 在同一种液体中,如果各处的压强均相等由各压强相等的点组成的面称为等压面。满足等压面的三个条件是同种液体连续液体静止液体。9什么是阿基米德原理？答：无论是潜体或浮体的压力体均为物体的体积，也就是物体排开液体的体积。12什么是绝对压强和相对压强？答： 绝对压强：以毫无一点气体存在的绝对真空为零点起算的压强。相对压强：当地同高程的大气压强为零点起算的压强。13什么叫自由表面？答： 和大气相通的表面叫自由表面。15什么是流场？答：我们把流体流动占据的空间称为流场，流体力学的主要任务就是研究流场中的流动。18什么是恒定流

14、动？什么是非恒定流动？答： 动平衡的流动，各点流速不随时间变化，由流速决定的压强、粘性力也不随时间变化，这种流动称之为恒定流动反之为非恒定流动。34什么是水力半径？什么是当量直径？答：水力半径R的定义为过流断面面积和湿周之比，即；当量直径。38欧拉方程：有哪些特点？答：（1）用动量矩定理推导基本能量方程时，并未分析流体在叶轮流道中途的运动过程，于是流体所获得的理论扬程，仅与液体在叶片进、出口的运动速度有关，而与流动过程无关；（2）流体所获得的理论扬程，与被输送流体的种类无关。也就是说无论被输送的流体是水或是空气，乃至其它密度不同的流体；只要叶片进、出口的速度三角形相同，都可以得到相同的液柱或气

15、柱高度（扬程）。第二部分,名词解释1流体：液体和气体统称流体，基本特性是流动性2连续介质假设：把流体当做是由密集质点构成的、内部无空隙的连续体来研究就是连续介质假设3表面力：直接作用在所取流体表面上的力4质量力：作用在所取流体体内每个质点上的力，因为大小与流体质量成比例，故称质量力5粘度：流体粘度大小的度量u值越大，流体越粘，流动性越差6无粘性流体：无粘性u=0的流体7压缩性：流体受压，分子间距减小，体积缩小的性质8压缩系数：在一定温度下，增加单位压强，液体体积相对减小值（m2/N）9膨胀系数：在一定压强下，单位温度，液体体积的相对增加值10不可压缩流体：流体的每个质点在运动全过程中，密度不变

16、化的流体11等压面：流体中压强相等的空间点构成的面12绝对压强（Pabs）：以真空为基准起算的压强13相对压强（P）：以当地大气压14真空度（Pv）：绝对压强不足当地压强的差值，即为相对压强的负值。 当地压强（Pa）Pv = -P = Pa Pabs 15压力体： 表示的几何体16恒定流：以时间为标准，若各空间点上的运动参数都不随时间变化，这样的流动是恒定流17流线：表示某时刻流动方向的曲线，曲线上各质点的速度矢量都与该曲线相切18迹线：流体质点在一段时间内的运动轨迹19流管：某时刻，在流场内任意作一封闭曲线，过曲线上各点作流线，所构成的管状曲面20水断面：在流束上作出的与所有流线正交的横断面

17、21元流：过流断面无限小的流束，集合特征与流线相同22总流：过流断面为有限大小的流束，是由无数元流构成的，断面上各点的运动参数不相同23流量：单位时间通过流束某一过流断面的流体量24渐变流：接近于均匀流的非均匀流25一元流：运动参数只是一个空间坐标和时间变量的函数26二元流：运动参数只是两个空间坐标和时间变量的函数27三元流：运动参数参数只是三个空间坐标和时间变量的函数28密度：单位体积的质量29粘性：施加于流体的应力和由此产生的变形速率以一定的关系联系起来的流体的一种宏观属性，表现为流体的内摩擦30棱柱体渠道 : 断面形状、尺寸沿程不变的长直渠道31非棱柱体渠道：截面的形状、尺寸沿程有变化的

18、渠道32断面单位能量:是指所讨论的断面上水流对于渠底的平均单位能量33等势线：流场中，流速势取同一数值的各点的连线34位能：单位重量液体具有的相对于基准面的重力势能35压能：单位重量液体具有的压强势能36水头损失：总流单位重量流体平均的机械能损失37沿程水头损失：由于沿程阻力做功而引起的水头损失38沿程阻力：在边界沿程无变化的均匀流段上，产生的流动阻力称为沿程阻力39局部阻力：在边界沿程急剧变化，流速分布反生变化的局部区段上，集中产生的流动阻力40局部水头损失：由局部阻力引起的水头损失41紊流;质点的运动轨迹极不规则，各层质点相互参混，这种流态叫42层流：黏性流体的互不混掺的层状运动Re<

19、;Rec，则V<Vc，流动是层流43湿周：过流断面上流体与固体接触的周界44薄壁孔流：孔口出流时，水流与孔壁仅在一条周线上接触，壁厚对出流无影响45自由出流：水由孔流入大气中称为47淹没出流：水由孔口直接流入另一部分水体中 48有压管道：流体沿管道满管流动的水利现象49短管：有压管道的基本型，其水头损失包括沿程水头损失和局部水头损失50长管：管道的简化模型。上表面不受约束的开敞水流65动力相似：两个流动相应点处质点受同明力作用，力的方向大小成比例66几何相似：两个流动流场几何形状相似，即相应的线段长度成比例，夹角相等67运动相似：两个流动相应点速度方向相同，大小成比例69过流断面：在流速

20、上做出与所有流线正交的横断面70理想流体：没有粘性的的流体71相对粗糙度：ks与管道直径之比，ks/d称为相对粗糙度72静水压强：静止液体中某点的压强73水力坡度：河流水面单位距离的落差74控制体：流场中某一确定的空间区域75断面平均流速：设通过流断面上的速度v均匀分布，通过的流量等于实际流量则76流场：流体运动所占据的空间77水力半径：反映断面大小和形状对流动影响的特征长度78完全井：井管贯穿整个含水层，井底直达不透水层的井79均匀流：流体的流速大小及方向均沿流程保持不变的水流80当量粗糙度: 把直径相同、紊流粗糙区值相等的人工粗糙管的粗糙突起高度Ks定义为该管材工业管道的当量粗糙81定常流

21、动：流场中各空间点上所有物理参数均与时间变量t无关，称作定常流动82临界底坡：明槽水流正常水深等于同流量临界水深的槽底坡度1.不可压缩流体：流体的每个质点在运动全过程中，密度不变化的流体1.恒定流：以时间为标准，若各空间点上的运动参数都不随时间变化，这样的流动是恒定流。2.断面平均流速：设通过流断面上的速度v均匀分布，通过的流量等于实际流量则3.绕流阻力：在外部流动中，黏性流体绕物体流动或物体在流体中运动，物体受到的阻力称为绕流阻力4.水跌：是明渠水流从缓流过度到急流，水面急剧降落的急变现象5.量纲和谐原理：凡正确反映客观规律的物理方程，其各项的量纲一定是一致的。（2008.1）1.测压管水头

22、：以测压管液面到基准面的高度表示的单位重量液体的总势能2.水力坡度：河流水面单位距离的落差4.长管：管道的简化模型3.粘性底层：通道内的湍流，在紧靠壁面存在一个粘性剪应力起控制作用的薄层，这一薄层叫粘性底层。4.临界底坡：若正常水深正好等于该流量下的临界水深，相应的渠道底坡为1.阿基米德原理：液体作用于潜体上的总压力，只有铅垂线上的浮力，大小等于所排开的液体重量，作用线通过潜体的几何中心。3.水跃现象：是明渠水流从急流状态过度到缓流状态时，水面骤然跃起的急变流现象。4.渗透系数：土中水流呈层流条件下，流速与水力梯度呈正比关系的比例系数5.动力相似：两个流动相应点处质点受同明力作用，力的方向大小

23、成比例。（2006.10）1.质量力：作用在所取流体体内每个质点上的力，因为大小与流体质量成比例，称质量力。2.真空度：绝对压强不足当地压强的差值，即为相对压强的负值第三部分,选择1、 流体运动的两种重要参数是(A)。（A）压力、速度；（B）压力、温度；（C）比容、密度；比容、速度。2、雷诺数Re可用来判别流体的流动状态，当(A )时是紊流状态。(A) Re>2000 (B) Re<2000； Re>1000； Re<1000。3、流体流动时引起能量损失的主要原因是（D ）。（A）流体的压缩性；（B）流体膨胀性；（C）流体的不可压缩性；（D）流体的粘滞性。4、（ C）管

24、路各段阻力损失相同。（A）短管管系；（B）串联管系；（C）并联管系；（D）分支管系。5、温度升高对流体粘度影响是（B ）（A）液体粘度上升，气体粘度下降（B）液体粘度下降，气体粘度上升；（C）液体和气体粘度都上升；第四部分,填空1流体力学中三个主要力学模型是（1）连续介质模型（2）不可压缩流体力学模型（3）无粘性流体力学模型。2在现实生活中可视为牛顿流体的有水 和空气 等。3流体静压力和流体静压强都是压力的一种量度。它们的区别在于：前者是作用在某一面积上的总压力；而后者是作用在某一面积上的平均压强或某一点的压强。4均匀流过流断面上压强分布服从于水静力学规律。5和液体相比，固体存在着抗拉、抗压和抗切三方面的能力。6空气在温度为K，压强为mmHg时的密度和容重分别为 kg/m3和N/m3。7流体受压，体积缩小，密度增大 的性质，称为流体的压缩性 ；流体受热，体积膨胀，密度减少 的性质，称为流体的热胀性 。