xx年高等流体力学复习

1、精选优质文档-倾情为你奉上精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业专心-专注-专业精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业（6）生态保护措施能否有效预防和控制生态破坏。建设项目安全设施“三同时”监督管理暂行办法（国家安全生产监督管理总局令第36号）第四条规定建设项目安全设施必须与主体工程“同时设计、同时施工、同时投入生产和使用”。安全设施投资应当纳入建设项目概算。并规定在进行建设项目可行性研究时，应当分别对其安全生产条件进行论证并进行安全预评价。（2）防护支出法既包括天然的自然环境，也包括人工改造后的自然环境。2.规划环境影响评价的内容（3）公众对规划实施所产生的环境影响的意见；3.意愿调

2、查评估法（1）前期准备工作。包括明确评价对象和评价范围，组建评价组，收集国内外相关法律、法规、规章、标准、规范，收集并分析评价对象的基础资料、相关事故案例，对类比工程进行实地调查等内容。1.建设项目环境影响评价文件的报批（4）是否满足环境功能区划和生态功能区划标准。第一部分 基本概念及理论什么是流体，流体质点？什么是理想流体？正压流体，不可压缩流体？什么是连续介质模型？流体力学中为什么要建立连续介质这一理论模型？什么是定常场；均匀场；并用数学形式表达。分别用数学表达式给出拉格朗日法和欧拉法的流体加速度表达式。理想流体运动时有无切应力？粘性流体静止时有无切应力？静止时无切应力是否无粘性？为什么？

3、流体有势运动指的是什么？什么是速度势函数？无旋运动与有势运动有何关系？什么是流函数？存在流函数的流体具有什么特性？（什么样的流体具有流函数？）平面流动中用复变位势描述的流体具有哪些条件（性质）？什么是第一粘性系数和第二粘性系数？在什么条件下可以不考虑第二粘性系数？Stokes假设的基本事实依据是什么？从运动学观点看流体与固体比较有什么不同？试述流体运动的Helmholts速度分解定律。流体微团有哪些运动形式？它们的数学表达式是什么？描述流体运动的基本方法有哪两种？分别写出其描述流体运动的速度、加速度的表达式。什么是随体导数（加速度）、局部导数（加速度）及位变导数（加速度）？分别说明 SKIPI

4、F 1 0 ， SKIPIF 1 0 及 SKIPIF 1 0 的物理意义？什么是流体的速度梯度张量？试述其对称和反对称张量的物理意义。流体应力张量的物理意义是什么？它有什么性质？某平面上的应力与应力张量有什么关系？ SKIPIF 1 0 的物理含义是什么？流体微团上受力形式有哪两种？它们各自用什么形式的物理量来表达？什么是广义的牛顿流体和非牛顿流体？试述广义牛顿内摩擦定律的物理意义及相应的数学表达式？在理想有势的流动假设条件下，绕流物体产生的升力主要受那些因素的影响，有何规律？什么是层流运动、紊流（湍流）运动和临界雷诺数？圆管中层流和紊流运动的速度分布规律是什么？流动相似的条件是什么？简述

5、SKIPIF 1 0 定理的内容。流体的阻力可分为哪几种？管路中的阻力通常分为哪几种？试说明粘性流体流动的三个基本性质。与理想流体运动相比有何不同？使流体涡量产生变化的因素有哪些？其中哪些是流体运动的内在因素，哪些是外在因素？螺旋流、偶极子流和绕圆柱体有环流动分别由哪些基本势流叠加而成？试说明层流边界层和湍流边界层的速度分布特征。试述雷诺应力 SKIPIF 1 0 的物理意义及其与分子粘性应力的异同。边界层分离的概念和原因是什么？分离点处的流动特征是什么？试述平板湍流边界层的结构及其速度分布特征。以圆柱绕流为例，简述卡门涡街现象，对涡街引发圆柱振动作简要说明。简述湍流的特点，湍流模型的概念和主

6、要分类。什么是壁面函数？引入壁面函数的意义何在？粘性流动的动能方程 SKIPIF 1 0 中右边5项的物理意义依次为？在流场中出现扰动时，亚超音速气流和超音速气流的流动状态有何本质上的区别？第二部分 推导及计算题第1章练习题：1-5,1-15,1-17,1-23,1-26第2章练习题：2-1,2-6,2-10,2-17,2-20第3章练习题：3-5,3-11第4章练习题：4-1(1).(3), 4-3, 4-21第7章练习题：7-1, 7-4,7-16第8章练习题：8-2,8-10第9章练习题：9-1, 9-7, 9-11,9-13第10章练习题：10-4,10-8第10章练习题：10-4,1

7、0-8第11章练习题：10-4,10-8第三部分 补充推导及计算题1.已知 SKIPIF 1 0 ，求在点M（2，-1，1）处沿向量 SKIPIF 1 0 方向的方导数。方向导数： SKIPIF 1 0 ； SKIPIF 1 0 ； SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 = = SKIPIF 1 0 2.设流场的速度分布为： SKIPIF 1 0 。求（1）当地加速度的表达式；（2）t=0时在点（1，1）处流体质点的加速度。解：（1）局部加速度： SKIPIF 1 0 = SKIPIF 1 0 （2）质点的加速度： SKIPIF 1 0 3.在直角坐标系下， SKI

8、PIF 1 0 ,求流线族和迹线族。解：解:由速度场知其是二维流场，那么二维流线方程为： SKIPIF 1 0 即： SKIPIF 1 0 这里将t视为常数，于是有： SKIPIF 1 0 即： SKIPIF 1 0 亦即： SKIPIF 1 0 于是流线族方程为： SKIPIF 1 0 由二维的迹线方程得： SKIPIF 1 0 解得迹线族方程为： SKIPIF 1 0 4.有一个二维流动，假定流体是不可压缩流体，其速度分量为 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 试问：1）流动是否满足连续性方程；2）流动是否无旋？解： 1）由题意得： SKIPIF 1 0 ，

9、SKIPIF 1 0 将上述结果带入二维不可压流动的连续性方程 SKIPIF 1 0 ，得到： SKIPIF 1 0 - SKIPIF 1 0 - SKIPIF 1 0 = 0故该流动满足连续性方程。2）由题意得：该流体流动的旋度为： SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 由题意知：该流体流动为二维流动，故Z方向上分量为0，将 SKIPIF 1 0 ， SKIPIF 1 0 带入上式，得： SKIPIF 1 0 ，故该流体流动为无旋。5.试推导理想流体平面二维运动的欧拉微分方程。dy p SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 dx px方向的合力： SKIPIF 1 0 y方向的合

10、力： SKIPIF 1 0 质 量 力： SKIPIF 1 0 和 SKIPIF 1 0 由牛顿第二定律：x方向 SKIPIF 1 0 + SKIPIF 1 0 = SKIPIF 1 0 即： SKIPIF 1 0 同理y方向： SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 6.从不可压流动的N-S方程出发，推导出平板定常不可压二维层流的Prantl边界层方程 SKIPIF 1 0 N-S方程： SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 根据边界层流动特点，对方程各项数量级的大小进行详细分析，可化简N-S方程选择来流速度u0 作为速度比较基准，x可作为长度比较基准，并取u

11、0 和x的数量级为1，用符号o(1)表示，因为/x1所以的数量级o() o(1)定义u0o(1)，xo(1);因为0y，0uu0 所以y和u的数量级为：yo()，uo(1)由此可得u各阶导数的数量级为 SKIPIF 1 0 o(1) SKIPIF 1 0 o(1) SKIPIF 1 0 o( SKIPIF 1 0 ) SKIPIF 1 0 o( SKIPIF 1 0 )由连续方程 SKIPIF 1 0 o(1)而yo()所以vo()所以v各阶导数的数量级 SKIPIF 1 0 o(1) SKIPIF 1 0 o( SKIPIF 1 0 ) SKIPIF 1 0 o() SKIPIF 1 0 o

12、()将其代入x方向动量方程o(1)+ o(1) o(1)+ o() o( SKIPIF 1 0 )=- SKIPIF 1 0 + SKIPIF 1 0 o(1) SKIPIF 1 0 + o( SKIPIF 1 0 )因为边界层粘性作用强，粘性项 SKIPIF 1 0 o( SKIPIF 1 0 )不能忽略而且与方程左边比较可知 SKIPIF 1 0 o( SKIPIF 1 0 )的数量级为o(1)因为o( SKIPIF 1 0 )o(1)意味着运动粘度数量级为 SKIPIF 1 0 o(2)再代入y向动量方程o()+ o(1) o()+ o() o(1)= - SKIPIF 1 0 + o(

13、2) o()+ o( SKIPIF 1 0 )该方程中各项的数量级都小于或等于o()，所以 SKIPIF 1 0 =0意味着1.相对于各项数量级均为o(1)的x轴方向运动方程而言，y方向运动方程并不重要 2.因为 SKIPIF 1 0 =0，所以 SKIPIF 1 0 = SKIPIF 1 0 3.既然边界层内p与y无关，因而p可取为边界层处边界处的压力，再由外边界处的伯努利方程 SKIPIF 1 0 可得 SKIPIF 1 0 所以普朗特边界层方程 SKIPIF 1 0 边界条件：y=0，u=0，v=0 y=,u=u07. 如图，水平放置的两块平行无穷平板间有厚度为 SKIPIF 1 0 、

14、 SKIPIF 1 0 ，粘性系数分别为 SKIPIF 1 0 、 SKIPIF 1 0 的不相混的不可压缩流体作平行于平板的定常的层流运动。试求：速度沿厚度方向的分布以及两层流体在界面上的切应力 SKIPIF 1 0 （设沿流动方向上的压力梯度为常数，即 SKIPIF 1 0 ）。解：定常、层流、水平流动控制方程： SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 XYO SKIPIF 1 0 a 层流动 SKIPIF 1 0 b 层流动 SKIPIF 1 0 边界条件： SKIPIF 1

15、 0 8. 如图所示，均匀来流以速度u0流过无限薄平板，在平板上形成了层流边界层，假设边界层内任意断面上的速度分布ux与y得函数关系为三次多项式，试计算边界层厚度(x)的近似解析式。（提示：该平板层流边界层积分形式的动量方程为 QUOTE w w=ddx0ux(u0-ux)dy,其中w为平板壁面切应力）u0(x)u0u0u0解：设ux=a+by+cy2+dy3 边界条件：y=0, ux=0; y=, ux= u0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 由此，得 a=0, b= SKIPIF 1 0 , c= SKIPIF 1 0 , d= SKIPIF 1 0 故， SKIPIF 1 0 -(*) SKIPIF 1 0 将（*）代入上式，得： SKIPIF 1 0 故 SKIPIF 1 0 9. 设流场由均匀流和点源迭加而成，速度为U的均匀流自左向右沿正x轴方向流动，源强伟Q的点源布置在原点。试确定流场中驻点的位置；通过驻点的流线方程。解：均匀流：速度场 SKIPIF 1 0 ，流函数 SKIPIF 1 0 点源：速度场 SKIPIF 1 0 ，流函数 SKIPIF 1 0 复合流动速度势： SKIPIF 1 0 复合流动流函数： SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 令