北航空气动力学试题2009(刘沛清)

1、 北京航空航天大学20082009学年第二学期考试统一用答题册考试课程空气动力学（I）（A卷）班级成绩姓名学号2009年6月18日一、选择题（在所选括号内选择一个正确答案，每小题4分，共16分）1流体具有以下那几个属性TOC o 1-5 h z所有流体不能保持固定的体积（）流体能保持固定的形状（）在任何状态下，流体不能承受剪切力（）在静止状态下，流体几乎不能承受任何剪切力（）2流体微团的基本运动形式包括仅有平移运动（）平移运动与整体旋转运动（）平移运动、整体旋转运动和变形运动（）平移运动、旋转运动和变形运动（）3以下说法正确的是理想流体运动的速度势函数满足拉普拉斯方程（）理想不可压缩流体的运动

2、存在速度势函数（）理想流体无旋流动的速度势函数满足拉普拉斯方程（）理想不可压缩流体无旋流动的速度势函数满足拉普拉斯方程（）4在边界层内流体微团所受的粘性力大于惯性力（）流体微团所受的粘性力大于压力（）流体微团所受的粘性力小于惯性力（）流体微团所受的粘性力与惯性力同量级（）二、填空题（在括号内填写适当内容，每小题4分，共16分）1流动Re数是表征（）。根据其大小可以用来判别流动的（）。在圆管中，流动转捩的下临界Re数为（）。2沿空间封闭曲线L的速度环量定义为（），如果有涡量不为零的涡线穿过该空间曲线所围的区域，则上述速度环量等于（）。3写出在极坐标系下，速度势函数与径向、周向速度分量之间的关系。

3、 8 4.一维定常理想不可压流伯努利方程（欧拉方程沿流线的积分）写为（）；一维定常绝热流能量方程写为（）。三、简答题（每小题4分，共16分）用图形说明理想不可压缩流体有环量圆柱绕流，随涡强r增大时流线的变化图谱。2分别写出流体微团平动速度、旋转角速度、线变形与角变形速率的分量表达式。3.简述绕流物体压差阻力产生的物理机制。工程上减小压差阻力的主要措施是什么。4试简要说明超音速气流通过激波和膨胀波时，波前、后气流参数（速度、压强、温度、密度）的变化趋势是什么，并说明是否为等熵过程。四、计算题（共52分）已知流函数屮=3ax2y-ay3表示一个不可压缩流场。请问该流动是有旋的还是无旋的？如果是无旋

4、的，请求出势函数。证明流场中任意一点的速度的大小，仅仅取决于坐标原点到这点的距离。（10分）为了测定圆柱体的阻力系数Cd,将一个直径为d、长度为L的圆柱垂直放入风洞中进行试验，设风洞来流为定常不可压缩均匀流，在图示1-1和2-2断面上测得速度分布，这两个断面上压力分布均匀为大气压Pa,上下远离柱体的流线处压强也为大气压。试求圆柱的阻力系数。Cd定义为：C=1DdPV2dL28其中，D为圆柱的阻力，P为空气密度，V为风洞来流速度。（10分）3已知不可压缩直均流绕过二维圆柱的流函数为25314r屮二60r（1一）sin0+In22兀5试求：（1）圆柱直径；（2）圆柱面上的速度分布与压强系数分布；（3）圆柱所受的升力大小；（4）驻点位置；（5）绕圆柱的环量；（6）定性绘制绕圆柱的流线图。12分）4不可压缩流体定常零压梯度的平板边界层流动，假定边界层内的速度分布为sin（）u2oe试利用动量积分方程证明022兀2vx24兀uxe其中，o为边界层厚度，v为流体运动粘性系数。边界层动量积分方程为td0du0=U22+U（20+O）e-pedxe21dx其中，5为位移厚度，5为动量损失厚度。j为壁面切应力。120u5=J2u0eu)1-