船舶流体力学习题答案

1、-. z.习题55.1 求：(1)涡量及涡线方程；2在z=0平面的面积dS=0.0001上的涡通量。解：1所以 流线方程为 y=*+c1,z=y+c2(2)5.4设在1，0点上有的旋涡，在-1，0点上有的旋涡，求以下路线的速度环流。解：1由斯托克斯定理可知：因为涡通量为0，所以4由斯托克斯定理可知：因为涡通量为0，所以5.6如题图5.6所示，初始在0，1、-1，0、0，1和0，-1四点上有环量等于常值的点涡，求其运动轨迹。解：取其中一点-1，0作为研究对象。由于四个涡相对位置将不会改变，转动角速度为：用极坐标表示为r=1,同理，其他点的轨迹与之一样。5.10如题图5.10所示有一形涡，强度为，

2、两平行线段延伸至无穷远，求*轴上各点的诱导速度。解：令0，a点为A点，0.-a为B点在OA段与OB段习题六6.1平面不可压缩流动的速度场为1(2)(3)判断以上流场是否满足速度势和流函数存在条件，进而求出。解：12346.2证明函数f=*yzt是速度势函数，而且流场不随时间变化。证：f=*yzt 6.3有一种二维不可压缩无旋流动，k为常数，求。解：6.4速度势，求复势和流函数：1；2；3；解：6.5分析如下流动是由那些根本流动组成：解：1匀直流 点涡 偶极子 2 点源 点汇 两点涡3两源一汇6.6幂函数时，试分析该函数所代表的平面无旋运动。解：匀直流 流动方向改表6.8设复势为求1沿圆周=9的

3、速度环量；2通过该园的体积流量解：点涡 在9内点源 6.9直径为2m的圆柱在水下10m深处以速度10m/s做水平运动见题图6.9，水面大气压，水密度，不考虑波浪影响，试计算A、B、C、D四点压力。解：6.10在题6.9中，圆柱在做水平运动的同时以60r/min的角速度绕自身轴旋转，试决定驻点的位置，并计算B,D的速度和压力。解：6.11流函数试求：1组成此流动的根本流动；2驻点的位置；3绕物体的速度环量；4无限远处的速度；5作用在物体上的力。解：12驻点 56.12直径为0.6m的圆柱以6m/s的速度在静水内作水平直线运动，同时绕自身轴旋转，每米长度上的升力是5.88kN，试计算他的升力系数和

4、转数。解：6.13如题图6.13所示，在-2，1点有一强度为Q的点源，求第二象限直角流场中的复势。解：6.14求题图6.14所示点涡的轨迹，通过，点。解:6.19在深水处有一水平放置的圆柱体，半径为0.1m,每米长的重量为G=196N,如果垂直向下对每米长度圆柱作用力是F=392N,求圆柱的运动方程。解：6.21如题图6.21所示，半径为R的二维圆柱体在无界流中绕O轴旋转，角速度为，同时又以角速度自转，假设缆绳长lR,圆柱体重为G,l流体密度为，求缆绳所受的*力。解：习题八8.1证明是水深为d的水域中行波的复势，其中，z轴垂直向上，原点在静水面，并证明证：将代入原式=所以是行波的速度势8.2

5、d=10m的等深度水域中有一沿*轴正向传播的平面小振幅波，波长L=10m,波幅A=0.1m,试求：1波速、波数、周期；2波面方程；3平衡位置在水面以下0.5m流体质点的运动轨迹。解：8.3 观测到浮标每分钟升降10次，假定波动是无限深水域中的小振幅平面波，试求波长和波的传播速度。又问水面以下多深才开场感觉不到波动？解：8.4两个反向行波叠加，其速度势为试证明合成波是一个驻波，波长L=/k,周期T=.证：8.5船沿*方向作等速直线航行，船长为70m，船速为v，船后有一同方向传播的波浪追赶该船，波速为c,他追赶一个船长的距离时需16.5s,超过一个波长的距离需6s,求波长和船速。解：8.6一个深水余弦波的波高H=1m,波形的最大坡度角为/1