水力学-中国某大学近三年（2018-2021）硕士研究生招生考试自命题科目考试试题

中国海洋大学2018年硕士研究生招生考试试题

科目代码：845科目名称：水力生

一、概念题（共5题，每题3分，合计15分）

］．连续介质假定

2．帕斯灼定律

3.孔口自由出流

4．明渠流

fi.断面比能

二、简答题（共5题，每题6分，合计30分）

l．描述液体运动的两种方法是什么？它们的上要区别是什么？

2．雷诺数与哪些因素有关？其物理意义是什么？对千圆管，当管道输水流社和

水温一定时，随管径的增大，雷诺数如何变化，为什么？

3．圆管层流和紊流粗糙区时的沿程水头损失分别与速度的t次方和二次方成正

比，而两种流态下都能应用达西公式计算沿程水头损失，它们是否矛店？为什

么？

l．明渠均匀流有哪些特性？

5．棱柱体渠道中发生非均匀流时，在i<i的渠道中只能发生缓流，在;>1的渠

道中只能发生急流，这种说法对否？为什么？

三、计绊题（共5小题，每题15分，共计75分）

l．设有－铅直放置的水平底边矩形闸门，如钳1所示。已知闸门点度H2m,宽

度h=3m,闸门上缘到自由表面的距离h1=lm。试用绘制压强分布图的方法和解

析法分别求解作用f闸门的静水总压力。

特别提醒：答案必须写在答题纸上，若写在试卷或草稿纸上无效。

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P。丁立＾

',A

图l

2．管路中一段水平放钮的等截面弯管，肖径d为200mm,弯角为45°（图2）。

管中I-l断面的平均流速l'1=4mS,其形心处的相对压强p1=I个大气压。若不计

管流的水头损失，求水流对弯管的作用力凡与Ry（坐标轴x与y如OO2所示）。

y

l

长

。又：

困2

3.图3所示为·会跨河倒虹吸圆管，管径d=0.8m,长/=50m,两个30折角、

进口和出口的屈部水头损失系数分别为C,0.2,C2=0.5,(3=1.0,沿程水头损

失系数人＝0.024,上下游水位差H=3m。若上下游流速水头忽略不计，求通过倒

虹吸管的流牡Q。

特别提醒：答案必须写在答题纸上，若写在试卷或草稿纸上无效。

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％「厂

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一户、一~．厂飞让一

入

4.H

Etl昌

名-A-

t.`

I严；二平

t-L

Ill

图3

4．某溢流坝（图4)下收缩断面处水深hc=l.lm,已知单宽流扯q=14.72m2/s,

当坝下游水深h,=4.7m时，

1)求对应收缩断面处水深九的跃后水深hc?;

2)坝下游发生何种形式的水跃？是否需要修建消能工？

1,,,

图4

5.已知有一液流

ky

u=-

<x-2.+y2

kx

u=

Ix-2.+y2

u_=0

试分析液体运动的特征：

(1)是恒定流还是非恒定流？

(2)液体质点有无变形运动？

(3)液体微团有无旋转运动？

(4)求其流线方程式。

--．一一一一一--．一一一一一一一一一一一．一一一一一---一一畴吻一~竺-----今--平---一------一．一一一------＿响----畸一多多··_＿＿＿__＿··__＿．---呻会会一·-－··竺····碍__＿＿＿＿＿＿＿＿_-－--－多--

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四、证明题（共1题，合计30分）

au,如6lI二

证明不可压缩流体的连续性方程为：—－＋－-＋－-=0。

ax句，和

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夕

中国海洋大学2019年硕士研究生招生考试试题

科目代码：845科目名称：水九生

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

一、判断题（每题1分，共10分）

1、理想液体就是不考虑粘滞性的实际不存在的理想化的液体。()

么粘滞性是引起液流运动能世损失的根本原因。

3、液体中矩形斜面板所受静水总压力的作用点与受压面的形心点0重合。()

、

(((((((丿

4、层流的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。

、

5、园管中层流的雷诺数必然大于3000。丿、丿、丿）））

6、渐变流过水断面上各点的测压管水头都相同。

7、明槽水流的急流和缓流是用Fr判别的，当Fr>］为急流。

8、水流总是从机械能大的地方向机械能小的地方流动。

9、闸孔出流的流量与闸前水头的1/2次方成正比。

10、达西定律适用千所有的渗流。

二、简答题（每题5分，共20分）

1、什么是恒定流与非恒定流？自然界是否存在恒定流？

2、什么是局部水头损失？它是如何产生的？

3、雷诺数和佛汝德数的物理意义是什么？它们反映的是液体什么性质？

4、简述明渠均匀流形成的条件是什么？等直径圆管有压流能否形成均匀流？

特别提醒：答案必须写在答题纸上，若写在试卷或草稿纸上无效。

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三、作图题（每题5分，共15分）

l、绘出下图所示的曲面AB的压力体图，并标出静水总压力垂直分址的方向。

_l

-

2、定性绘出图示恒定有压管流的总水头线和测压管水头线。

V。=0

3、定性绘制如图所示的棱柱体渠道水面线，并标明线型（仅绘出一种可能的型

式即可）

4<iL'

I.<.l.,i>i

2“L2

（注：图中iC为临界坡度）

特别提醒：答案必须写在答题纸上，若写在试卷或草稿纸上无效。

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四、计算题（共5题，每题15分，共75分）

I.压力管道的进口处装有矩形平板闸门，长L为1.8m,宽b为2.5m,闸门重为

1860N,倾角a为75°'闸门与门槽之间摩擦系数J为0.35,求启动闸门所需的

拉力。

15...00

计算题l

2.乎底矩形渠道中有一平板闸门（如图所示），水面以下门高a=3.2m,门与渠

道同宽b=4m。当流景Q=16m3Is时，闸前水深H=4m,闸后收缩断面水深

he=0.Sm,不计摩擦力。取动量修正系数］．0。求作用在闸门上的动水总压力。

a

H

i=O

计算题2

---------------------------------------------······-----------·-----------------------__＿＿＿_＿＿---－－－－．－－－－－－－－．一一一一一一呻一一一一一一一一一一一一一一一一～一

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3.某梯形断面混凝土渠道按均匀流设计，已知底宽b=2.4m,水深h。=1.2m,边

坡系数m=l.5,粗糙系数n=0.014,!=500m长渠道上的水头损失九＝0.25m。求

该渠道能通过多少流噩？

4.一矩形断面陡楷，宽度b为Sm,下接一同样宽度的缓坡渠槽。当流量Q为

20m3/s时，陡槽末端水深h)为1.0m;下游均匀流水深九为3.6m。

1)试判断上下游水流的衔搂形式。

2)如果发生水跃，水跃的衔接形式是什么？

3)如果水跃从1-1断面开始发生，所需下游水深应为多少？

N

I

彷

i2<ix

计算题4

5.已知恒定二元不可压缩流动在x方向的流速分量u_,=屯x2+by，式中a、b为参

数。当y=O时，Uy=0。试求：

(l).Y方向的流速分量u.）的表达式。

(2)判断该流动是否存在势函数？若存在，请求之。

五、推导题（每题15分，共30分）

1.一圆柱形容器静止时盛水深度为H,筒深为a,内径为D,如将圆筒绕中心轴

作等角速度旋转，试推求不使水溢出容器所限制的最大角速度。

特别提醒：答案必须写在答题纸上，若写在试卷或草稿纸上无效。

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=三=~I

`I

Ila

X

D

y

推导题1

2.对千如图所示的二元均匀层流，已知自由表面处切应力为零，试用纳维－斯托

克斯方程推导该水流：

(1)过水断面上压强分布公式；

(2)过水断面上流速分布公式。

X

推导题2

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中国海洋大学2020年硕士研究生招生考试试题

科目代码：845科目名称：水力生

--－-－-－－－－－－－－－－－－-＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿_＿＿＿＿_＿＿＿＿＿＿＿＿＿_＿＿＿＿＿＿＿__＿＿_＿＿＿心一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一-------------___＿＿＿＿在一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一

一、判断题（共10题，每题1分，共10分）

、

((((｀丿）

）．体积模量K值越大，液体越容易压缩。

2.相对压强可以大千、咎千或小于零。

）

3.当管流过水断面流速按抛物线规律分布时，管中水流为湍流。

）

4.液体的粘性是引起液流水头损失的根源。

5.区别薄壁堰、实用堰和宽顶堰，只取决于堰壁厚度。

6.当明渠均匀流水深大于临界水深，该水流一定是急流。()

7.局部水头损失系数可用尼古拉兹的试验图来分析说明其规律。()

8.液体质点运动与刚体运动的区别在于刚体无转动。

9．恒定流中总水头线总是沿流程下降的，测压管水头线沿流程则可以上升、下降或水平。（)

10.陡坡上出现均匀流必为急流，缓坡上出现均匀流必为缓流。()

二、选择题（共10题，每题1分，共10分）

I.理想液体与实际液体的主要差别是（)

A.是否考虑表面张力B.是否考虑可压缩性

C.是否考虑粘滞性D.是否考虑湍动特性

2.恒定总流能昼方程应用时应满足一些条件，以下哪项是错误条件（)

A.水流必须是恒定流

B.水流必须是渐变流

C.作用于液体上的质量力只有重力

D.所取的两过水断面之间流星保持不变

3.下列关千作用千曲面上的静水总压力说法正确的是()

A.作用千曲面上的静水总压力的大小等于压力体的重量

8.作用千曲面上的静水总压力等于曲面在铅垂方向上投影面所受到的水平力与铅垂方向力

的合力

c.作用千曲面上的静水总压力作用点是其水平方向合力作用线与铅垂方向力的合力作用线

特别提醒：答案必须写在答题纸上，若写在试卷或苹稿纸上无效。

共5页笫l贞

的交点

D作用在曲面上的静水总压力铅垂方向的作用力铅垂向下

4.雷诺数是判别下列哪种流态的重要的无虽纲数（)

A.急流和缓流B均匀流和非均匀流

C.层流和湍流D恒定流和非恒定流

5.有压管道的管径d与管流水力半径R的比值d/R=()

A.8B.4C.2D.1

6.水泵的扬程是指（)

A．水泵提水高度B.水泵提水高度＋吸水管的水头损失

C水泵提水高度＋压水管的水头损失

D水泵提水高度＋吸水管与压水管的水头损失

7.矩形断面明渠水力最佳断面的宽深比fJ等千（)

A.18.2C.3D.4

8.可以形成均匀急流的明渠底坡是（)

A.缓坡B.陡坡c.平坡D.逆坡

9.溢流坝下泄水流收缩断面水深J7t1的跃后水深为h(i，下游水深为h(，形成远驱式水跃衔接

的条件是()

A.h,=h,.2B.h,>h,.2C.h,<h,.2D．无法确定

10.当液流为恒定流时，必有（）等于零。

A.当地加速度B迁移加速度C.向心加速度D.合加速度

三、简答题（共5题，每题5分，共25分）

1.何为牛顿内座擦定律？它的两种表达式分别是什么？

2.浮体平衡及其稳定的条件分别是什么？

3.液体运动的两种型态是什么？它们各自主要特征是什么？

4.液体对所绕物体的阻力是由哪两部分组成？与哪些因素有关？

5.渗流的基本定律是什么？写出数学表达式并说明其物理意义？

四、计算题（共5题，共75分）

1.(15分）如图由三个半圆弧所连接成的曲面ABCD,其半径R1=0.5m,R2=I.Om,R3=I.Sm,

曲面宽b=2m,试求该曲面所受水压力的水平分力及垂直分力各为多少？并指出垂直水压力

特别提醒：答案必须写在答题纸上，若写在试卷或草稿纸上无效。

共5页第2页

的方向。

-____4

R

、

e尸广

＼泛

三、

D

计算题l

2.(15分）如图所示，将锐边平板插入水的自由射流中，并使平板与射流垂直，该平板将射流

分成两股，设所有水流在一个水平面上，已知射流速度v=30m/s,总流量q=0.036m3/s,

I2

q]＝－q,q2=－q，试求射流的偏转角a及射流对平板的作用力FK°

33

--~-v-------------

-----+FR

ql

计算题2

3.(10分）某灌溉渠道上，拟建渡槽一座，初步确定采用铜丝网水泥喷浆薄壳渡槽，断面为U

形，表面用水泥砂浆抹面，粗糙系数n=0.013,底部半圆直径d为2.Sm,上部接垂直侧墙高

0.8m（包括超高0.3m)，如图所示（下页）。设计流量Q为5.5m3/s,试计算渡槽底坡。

特别提醒：答案必须写在答题纸上，若写在试卷或草稿纸上无效。

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£'0

T

­

计算题3

4.(20分）某溢流坝，下游的河道为矩形断面（如图所示），溢流宽度b=60m,下游坝高

Pi=6.0m,通过的流旦Q=480m飞／s'坝的流量系数m=0.45,流速系数<p=0.95,试求：

(I)收缩断面水深h,＇;

(2)如下游水深为h,1=5.0m、h,2=4.06m、h,3=I.Om,判别在上游水深相同时，下游水流的

衔接形式。

皿

2g-_

H

PI

p

ht1

。

计算题4

5.(15分）已知平面流动的速度分布为u=x2+2x-4y,v=-2xy-2y。试确定该流动：

(1)是否满足连续性方程？

(2)是否有旋流动？

(3)如存在速度势和流函数，求出((J和1f1。

特别提醒：答案必须写在答题纸上，若写在试卷或草稿纸上无效。

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五、证明题（共2题，每题15分，共30分）

I.试推导理想液体运动微分方程——欧拉方程的表达式。

2.采用机械化方法开挖大型土质渠道或河道时，过水断面常呈抛物线形（如图所示）。若已知

水深h和水面宽B,试推导：

y

证明题2

2

(1)过水断面面积为A=~hB;

3

(2)湿周的表达式为x=f\号[己勹ln［于［勹广llo

矿

（积分公式！嘉言7dx：：：：王五言了＋—ln(x＋矗三了）＋C)

22

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中国海洋大学2021年硕士研究生招生考试试题

科目代码：845科目名称：水立生

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一、单项选择题（共15小题，每题1分，共15分）

l．下面几种情况，哪一种情况不需做消能工？（其中h心为堰下游水跃的跃后水深，h，为堰下

游水深）?()

A.h,.02>h,B.h.<h1

C.hro2=h,D.无法确定

2．在下列各组流体中，属千牛顿流体的为（）。

A.水、新拌水泥砂浆、血浆B.水、新拌混凝上、泥石流

C.水、空气、汽油D.水、汽油、泥浆

3．与地面水流相比，地下水流中不存在的流动状态为（）。

A.恒定流B．均匀流

c．层流D.急流

4．毕托忤是一种测贷（）的仪器。

A.点流速B.I祈面平均流速

C.压强D.流昼

5．平面势流的等流祸数线与等势线（）。

A.正交B.斜交C.平行D.重合

6．管轴线水平，管径逐渐增大的管道有压流，通过的流茄个变，其总水头线沿流向应（）。

A．逐渐升高B．逐渐降低

c．与管轴线平行D.无法确定

7．对管径沿程变化的管道（）。

A．测压管水头线可以上升也可以下降

B．测压管水头线总是与总水头线相平行

c．测压管水头线沿程永远不会上升

D．测压管水头线不可能低于管轴线

8.下列各组物理批中，屈千同一队纲的为（）。

A．密度、动力黏度、运动黏度

特别提醒：答案必须写在答题纸上，若写在试卷或草稿纸上无效。

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B．流速、剪切速度、渗流系数

c．压力、黏滞力、表面张力

D．压强、切应力、单位质墙力

9．根据堰的分类可知，宽顶堰的相对堰肛()。

6

ACBD6

..-H<<。67.0067<万~＜<205

6-H6-H

25<1。<1

10.屯力作用下液体静压强微分方程为dp=(）。

A.-pdzB.-gdzC.-pgdzD.pgdz

11.已知混凝土雨水管的水力半径R=O.5m，粗糙系数n=0.014,水均匀流动］OOOm的沿程水头损

失为lm,则管中平均流速v=()m/s。

A.1.12B.1.22C.1.32D.1.42

12．边界层的外边界线可看成是（）。

A．一条流线B．一条迹线

c．有旋流动与有势流动的分界线D．层流与紊流的分界线

13．斜放立的平板，共形心淹没深度h与静水压力中心的淹没深度凡的关系为h()h;10

A.大千B．小子c.不能确定D.笘于

14．相对压强的起算点是（）。

A．绝对贞空B.1个标准大气压C.芍地大气压D．液面压强

15.z+L=c表明在静止液体中，所有各点（）均相等。

pg

A.压强水头B．位翌高度C.测压管水头D.位置水头

二、多项选择题（每题2分，少选得1分，多选、错选不得分，共10小题，共20分）

1.l个工程大气压为（）。

A.98kpaB.10mH20C.I.Okg/cm2

D.101.3kpaE.760mmHg

2．若同一液体流经两根长度相同但粗糙度不同的等径长直管道，当两者的雷诺数相同时，它们

的沿程水头损失在（）是相同的。

特别提醒：答案必须写在答题纸上，若写在试卷或草稿纸上无效。

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A.层流区8.层流、湍流过渡区

c．湍流光滑区D.湍流过渡区

E.阻力平方区

3．用欧拉法研究流体运动时，其合加速度a巾（）组成。

6U6t

A.--B.一_.:..c.("v·u)uD."v·u

atau

4．水在土壤中存在的形式主要有（）。

A.汽态水B.毛细水c.吸附水

D.博膜水E．屯力水

5．与地面水流一样，渗流一般也可分为（）。

A．恒定渗流与非恒定渗流B．均匀渗流与非均匀渗流

c．渐变渗流与急变渗流D.有压渗流与无压渗流

E．平面渗流和空间渗流

6．下列关千液体黏性的说法中，正确的有（）。

A．黏性是液体的固有屈性

B．黏性是运动液体抵抗剪切变形的能力

C液体黏性具有传递运动和阻碍运动的双值性

D．液体的黏性随若温度的升高而减小

E．气体的黏性随若温度的升高而增大

7．下列关千长管水力计算的结论中，正确的有（）。

A．并联管路的总水头损失等千各支路的水头损失

B．并联管路各支路的水头损失相等

c．并联管路的总流批等于各支路的流研之和

D.串联管路的总水头损失等于各支路的水头损失之和

E．串联管路的总流榄等千各支路的流优之和

8.已知某长直铸铁输水管逍(n=0.014)的水力半径R=250mm，且流动1km长度的水头损失为2m,

则该管路的（）。

A.水力坡度J=0.2%B.测压管坡度Jr=O.2%

c.断面平均流速u=l.27m/sD.通过流批Q=l.Om3/s

特别提醒：答案必须写在答题纸上，若写在试卷或草稿纸上无效。

共7页第3页

E.沿程阻力系数入＝0.024

9．下列关千边界层概念的说法中，正确的有（）。

A．边界层是指壁面附近流体黏性不能忽略的溥层

B．边界层是指壁面附近流速梯度很大的菏丿去

c．沿程水头损失与边界层的流动特点有关

D．局部水头损失与边界层分离现象有关

E．边界层分离区通常为高压区

10下列各组合应中，为无阰纲的愤有（）。

其中：µ为液体的动力学粘滞系数。

p-pgJpud-µ

AB－禄cni古EP

...pu「

三、坟空题（共10小题，每题1分，共10分）

l．在工程流体力学或水力学中，若不考虑温度影响，通常取（)3个帮纲为基

本匮纲。

油层

2.如右图，平板面积为40X45cm2,厚度为1.0cm,质昼

m=Skg,沿珩涂有厚度o=l.0mm油的斜面向下作等速运动，

§

其速度u=l.Om/s，带动油层的运动速度呈直线分布，则油

的粘度µ=(),v=()（油的密度p=

950kg/m3)。

3．理想液体在同一点上各方向的动水压强数值是（）的。实际液体中的动水压强为在

同一点上沿三个正交方向的动水压强p江、P”、P二的（）。

4．流线一般不能相交，且只能是－条（）曲线。

5．液体质点的运动形式有平动、(）、（）。

6．当堰的溢流宽度与上游渠道宽度相等时，称为（）的堰流，芍堰的溢流宽度小千七

游渠逍宽度时，称为（）的堰流。

7.引起有压管路中流速突然变化（如阀门突然关闭）是产生水击现象的外因，而

(）则是产生水击现象的内因。

特别提醒：答案必须写在答题纸上，若写在试卷或草稿纸上无效。

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8．圆管沿程水头损失系数入的影响因素分别是：层流入＝f(）湍流粗糙区入＝f（）。

9.若某盛水封闭容器内液面的绝对压强为58.8kPa,则水而下4m处的相对压强为

Kpa,或（）mH20。

10．渗流系数K的物理意义是（）。

四、计算分析题（共5题，共75分）

l、（本题15分）下图所示矩形闸门高h=3m,宽b=2m,上游水深h1=6m,下游水深伪－4