《流体力学》模拟题

1、 流体力学模拟题（一）一、选择题堰流流量Q与堰上全水头H。的关系是（）。（a）1/2次方的关系（b）1次方的关系（c）3/2次方的关系（d）2次方的关系理想流体与实际流体的主要区别在于（）。（a）是否考虑粘滞性（b）是否考虑易流动性（c）是否考虑重力特性（d）是否考虑惯性在均质孔隙介质中，渗流流速u与水力坡降J的几次方成比例（）。（a）1/2次方（b）1次方（c）3/2次方（d）2次方对于实际流体，总水头线是（）的线。（a）沿程下降。（b）沿程升高。（c）沿程可升可降。（d）沿程不升不降。二、判断题判断下列说法是否正确。若正确在括号内划V,否则划。动能修正系数与断面流速分布有关。（）临界雷诺数

2、的大小与流体的性质无关。（）长短是指管道几何长度长的管道。（）谢齐（Chezy）公式适用于紊流粗糙区。（）按程沿程阻力系数的变化规律,尼古拉滋试验曲线分为三个区。（）对于以重力为主导因素的流动，可按佛劳德准则进行模型设计。（）三、简答题等压面是水平面的条件有那些？流体静压强的有那两个特性？明渠均匀流有那些特性？说明描述流体运动的两种方法（拉格朗日法与欧拉法）的主要区别。四、绘图题绘出下面图中平面上相对压强分布图。V尸油绘出下面图中曲面上的压力体图。五、计算题在封闭水箱中，h二1.5m，Z二0.5m（如图），压力表读数为4.9KN/m2，求A点和水面压强。2.圆形有压涵管穿过路基，管长l二50m

3、，管径d二1.0m，上下游水位差H二3m，管路沿程阻力系数“0.03，局部阻力系数：进口:=0.5，e弯管:=0.65，水下出口:=1.0，求通过流量？bse宽为1m的矩形闸门AB,倾角45，水深h=3m,h=2m，求作用12于闸门上的静水压力和作用点。流体力学模拟题(一)参考答案一、选择题(c)2.(a)3.(b)4.(a)二、判断题(V)2.(x)3.(x)4.(V)5.(x)6.(V)三、简答题1答:同一介质连续质量力只有重力。2.答：(1)流体静压强方向垂直且指向受压面。流体静压强大小与受压面方位无关。答：(1)过流断面面积、水深沿程不变。过流断面平均流速、流速分布不变。底坡线、总水头

4、线、水面线三线平行。沿水流方向重力分量与摩擦力平衡。答：拉格朗日法描述的是质点系法，跟踪流体质点，研究其在空间的运动规律；欧拉法是在空间设点，描述任意空间位置上流体质点的运动规律。四、绘图题(略)五、计算题解：A点的压强：p=p+pgZ=4.9+1x9.8x0.5=98kpaAb水面压强：p=p-pgh=9.8一1x9.8x1.5=一49kpa0A解：(绘出上下游过流断面1-1、2-2)因为河道较宽，忽略上下游流速的影响，以下游水面为基准面列能量方程：H+0+0二0+0+0+hwH=h=(九+匚+2匚+匚)wdebse2g50v2二(0.03+2x0.65+1)12g流速：v=丄2x9.81x

5、3=3.936m/sv3.8通过流量：Q=咛=3.936営1=3.09m3/s解：(1)绘出闸门上下游的压强分布图闸门上的合力TOC o 1-5 h zbbP=pghh/sin0-pghh/sin0211222P=x1x9.8x3x3/sin(45)-x1x9.8x2x2/sin(45)=34.65kN22(3)闸门上的合力作用中心(对闸门下端之矩)iilP=pghh/sin0h/sin0-pghh/sin0h/sin0c21131222321l=-pg/sin20(h3-h3)cp612l=11x1x9.8/sin2(45)x(33-23)=1.79mc34.656h=lsin0=1.79x

6、sin(45)=1.27mcc合力作用中心h距闸门下端垂直距离为1.27m。c1.62x0.7x、9.8x0.74.解：(1)求Fr=0.44(2)判断急流还是缓流因为Fr1所以该水流是缓流流体力学模拟题(二)一、选择题在下列命题中选择出正确的说法，添在括号内。流体中粘性摩擦力的大小与()无关。（a）两流层间速度差（b）流体种类（c）流层的接触面积（d）接触面压力理想流体与实际流体的主要区别在于（）。（a）是否考虑粘滞性(b)是否考虑易流动性（c）是否考虑重力特性(d)是否考虑惯性3.均匀流特征不包括（）。（a）流线平行（b）过流断面上符合静水压强分布（c）流速及流速分布流程不变（d）流速缓慢

7、圆管层流中断面平均流速等于管中最大流速的（）。(a)1/2(b)1/3(c)2/3(d)1/4二、判断题TOC o 1-5 h z恒定流一定是均匀流。（）静压强大小与受压面方位无关。（）无论流体作何种运动，水平面都是等压面。（）真空压强是指没有大气存在时的压强。（）总流伯努利能量方程只适用于恒定流。（）动量修正系数与速度平方成正比。（）三、简答题写出流场中流体质点加速度的表达式，并说明其各项的意义。试根据尼古拉兹试验，说明紊流各区沿程阻力系数与Re和勺的关系。薄壁小孔口恒定自由出流，流量Q与孔口全水头H。是几次方的关系？写出明渠均匀流形成的条件？四、绘图题绘出下面图中平面上相对压强分布图。绘出

8、下面图中曲面上的压力体图。V五、计算题1.如图所示，一端封闭的容器中装有水，求A,B,C三点的相对压强。化nErmE(N111水泵系统如图，管径d=200mm，流量为Q二0.1m3/s，吸水管与压水管的总长为30m,沿程阻力系数九=0.02;吸水管设有带阀门的莲蓬头:=2.0，所有弯头:=0.3，两水面高差z=10.m，求水泵扬程。（22阀弯分）有一矩形底孔闸门，高h二3m，宽b二2m，上游水深h=6m，下游1水深h=5m，求作用于闸门上的静水压力和作用点。（16分）24.检验ux=2x2+y,uyz否存在？（10分）流体力学模拟题(二)参考答案、选择题dudxduduix+uydudu+ux

9、zdzduduz+uzdyzdz以上三式中等号右边第一项表示在每个固定点上1.(d)2.(a)3.(d)4.(a)。二、判断题1.(x)2.(V)3.(X)4.(X)5.(V)6.(X)三、简答题(每小题3分，共12分)1.答:TOC o 1-5 h zdudua=x=x+uxdtdtxdudua=y=y+uydtdtxdudua=z=z+uydtdtx流速对时间的变化率，称为时变加速度(当地加速度)。等号右边的第二项至第四项之和dududuux+ux+ux、xdxydyzdzduu竺+u竺+u竺是表示流速随坐标的变化率，称为位变加速度xdxydyzdz(迁移加速度)。因此，一个流体质点在空间

10、点上的全加速度应为上述两加速度之和。2.答：紊流光滑区九=f(Re)3紊流过渡区x=f4(Re,K/d)紊流粗糙(阻力平方)区x=f(K/d)答：Q与H1/2成比例。0答：(1)恒定流。长直棱柱形渠道，糙率n不变。无支流汇入、流出。渠道顺坡。四、绘图题(答略)绘出下面图中曲面上的压力体图。(答略)五、计算题1.解：A点的相对压强：p=p一pgh=0一1x9.8x3=-294NA0B点的相对压强：P0(3)C点的相对压强:p=p+pgh=0+1x9.8x2=19.6kNC0解：（1）管中流速nd24x0.1兀0.22二3.18m/s(2)列1-1到2-2能量方程z+旦+二+H=z+厶+二+(匚+

11、匚+匚)二+九丄匸(101Pg2g2Pg2g阀弯岀口2gd2g分)求扬程lv2303182H二z-z+(匚+C+九-)二10+(2.0+0.3+1.0+0.02)二13.25m21阀弯d2g0.22x9.8(8分)解：(1)绘出闸门上下游的压强分布图(2)闸门上的合力TOC o 1-5 h zbbP=2Pg(h1-h)+叫h-2Pg(h2-h)+Pgh2h22P=1x9.8(6-3)+1x9.8x6x3-1x9.8(5-3)+1x9.8x5x3=58.8kN22闸门上的合力作用中心(对闸门下端之矩)上游压强分布图上底边长a1=Pg(件-h)=1x9.8x(6-3)=29.4上游压强分布图下底边长b1=pgh=1x9.8x6=58.8下游压强分布图上底边长a2=pg(h-h)=1x9.8x(5-3)=19.62下游压强分布图下底边长b2=pgh=1x9.8x5=492hP=b(a1+b1)hh(2a1+b1)-b(a2+b2)h心2+b2)c