流体力学试卷讲解(B)

流体力学

试卷讲解(B)一、选择题(共10分,每小题1分)1.=3×10-8m2/s且=800kg/m3的流体，用SI单位制表示的为()Pa·s。(a)3.75×10-11；(b)2.4×10-5；(c)2.4×105；(d)2.4×1012。2.某点的真空度为65000Pa，当地大气压为0.1MPa，该点的绝对压强为()。(a)65000Pa；(b)55000Pa；(c)35000Pa；(d)165000Pa。3.通常描述流体运动的方法为()。(a)牛顿法；(b)因次分析法；(c)欧拉法；(d)瑞利法；(e)拉格朗日法。4.如图，一变直径管的直径d1=320mm，d2=160mm，流速v1=1.5m/s，v2为()。(a)3m/s；(b)4m/s；(c)6m/s；(d)9m/s。

5.粘性流体总水头线沿程的变化是()。

(a)沿程下降；(b)沿程上升；(c)保持水平；(d)前三种情况都有可能。6.雷诺数的物理意义表示()。(a)粘滞力与重力之比；(b)重力与惯性力之比；(c)惯性力与粘滞力之比；(d)压力与粘滞力之比。7.圆管流动过流断面上切应力分布为()。(a)在过流断面上是常数；(b)管轴处是零，且与半径成正比；(c)管壁处是零，向管轴线性增大；(d)按抛物线分布。8.突然扩大的局部损失可以用()表示。(a)(b)(c)(d)(e)9.下列关于虹吸管的正确描述是()。(a)在有液体容器的底部或侧壁安装一条管路；(b)只要管子出流口处低于容器渡面即可产生虹吸流动；(c)在管路最高点产生真空涡流区是其流动的必备条件；(d)管路中存在真空区段是其流动的特点，控制真空高度则是其正常工作的条件；(e)无答案。10.一元流动是指()。(a)恒定均匀流；(b)均匀流动；(c)忽略横截面方向上的流动；(d)只限于直线方向上的流动；(e)上述答案均不对。二、填空题(共30分，每空1分)

1.作用在流体上的力可以分为

和

。

质量力表面力2.压强的两种量度基准分别为

和

。压强的三种计算单位分别为

、

和

。绝对压强相对压强应力单位(或单位面积上的力单位)

液柱高单位大气压(倍数)单位3.流体流动势函数存在的前提条件是

;若存在势函数,它的势函数全微分方程为

。流网由

和

构成，两线关系为

，网格的相邻边长特点为

。x=y=z=0d=uxdx+uydy+uzdz流线等势线相互垂直维持一定的比例4.一元气体恒定流连续性微分方程可写成和,管路中作亚音速流动,沿流动方向截面积A增加时,流速v

，密度

，其规律与不可压缩流体运动情况

；超音速流动时，当沿流动方向A增加时，流速v

，密度

，其规律与不可压缩流体运动情况

,这是由于

影响的结果。减小增大类似(或相同)增大减小相反压缩性5.用来度量某物理量大小的称为

，而表示物理量种类的称之为

。单位因次(或量纲)

6.管流阻力可分为

和

。沿程阻力局部阻力7.在均匀流中，

加速度等于零；而在恒定流中，

加速度等于零。迁移(或位变，或对流)

局部(或时变，或当地)

8.物体绕流运动中，作用在物体上的力可分解为

和

，它们分别与来流速度方向

和

。升力阻力相互垂直相互平行三、计算题（共40分）

1.

如图,倾角=60º的矩形闸门AB,上部油深h1=1m,下部水深h2=2m，oil=800kg/m3，求作用于闸门上每米宽度的水静压力及其作用点。(15分)【解】作用力情况如图（图略）所示。由题意

压力中心所在水深处为或

2.有一异径管，水以vⅠ=6m/s从I处流进，从Ⅱ处流出。I、Ⅱ处的管内径分别为dⅠ=0.2m，dⅡ=0.1m，其压强分别为p'Ⅰ=14×105Pa，p'Ⅱ=12×105Pa。管周围的大气压强为pa=1.013×105Pa。求流体对此弯管的作用力(不计水头损失)。(15分)【解】取管壁与进、出口断面组成控制体。根据动量方程，控制体中流体动量变化率等于作用在该控制体上的合外力，即设流体对弯管的作用力为R，其分量为Rx、Ry，则弯管对流体的作用力为R'x、R'y，于是取适当坐标系如图(略)。取01=02=1，则有由连续性方程，得

故或3.不可压缩流体的流速分量为：ux=x2-y2

uy=-2xyuz=0是否满足连续性方程？是否无旋流？并求其速度势函数。(10分)【解】由连续性微分方程，可得亦即满足连续性方程。又故该流动为无旋流动。由积分，可得该流动的势函数为四、简答题(共20分，每小题5分)1.什么是连续介质？在流体力学中建立连续介质理论模型的意义是什么？【答】连续介质假设认为流体所占有的空间是由“流体质点”连续无空隙地充满着。这样，就可以用数学解析方法来分析流体平衡和运动的规律。2.欧拉平衡方程表明什么?试写出此方程。（写成分量形式亦可）。【答】欧拉平衡方程表明流场中任一点的质量作用时的流体平衡规律。该方程可写为3.试叙述气体射流的几何特征。