北航空气动力学期末考试题及答案

北航空气动力学期末考试题及答案一、选择题（每题3分，共30分）1.流体的连续性方程描述的是：A.质量守恒定律B.动量守恒定律C.能量守恒定律D.动量和能量守恒定律答案：A2.在不可压缩流体中，马赫数表示的是：A.流体速度与声速的比值B.流体速度与光速的比值C.流体速度与重力加速度的比值D.流体速度与磁感应强度的比值答案：A3.以下哪个参数是描述流体粘性的：A.密度B.压力C.温度D.粘度答案：D4.伯努利方程适用于：A.可压缩流体B.不可压缩流体C.理想流体D.粘性流体答案：C5.流体在管道中流动时，流速增加会导致：A.压力增加B.压力减小C.压力不变D.无法确定答案：B6.以下哪个因素会影响流体的雷诺数：A.流速B.管道直径C.流体密度D.所有以上因素答案：D7.流体在管道中流动时，若管道直径减小，流速会：A.增加B.减小C.保持不变D.无法确定答案：A8.马赫锥是描述超音速流动中的一种现象，其形状是：A.圆锥形B.圆柱形C.球形D.椭圆形答案：A9.在流体力学中，普朗特-迈耶尔流动是指：A.亚音速流动B.超音速流动C.等熵流动D.非等熵流动答案：B10.以下哪个参数是描述流体压缩性的：A.马赫数B.雷诺数C.普朗特数D.比热容比答案：D二、填空题（每题2分，共20分）11.流体力学中，流体的不可压缩性是指流体的______在流动过程中保持不变。答案：密度12.流体的粘性是由于流体分子间的______引起的。答案：内摩擦力13.流体的雷诺数是描述流体流动状态的一个重要参数，它等于流体的______与管道直径的乘积除以流体的粘度。答案：流速14.伯努利方程中，流体的总能量包括动能、势能和______。答案：压力能15.在流体力学中，马赫数大于1的流动称为______流动。答案：超音速16.流体在管道中流动时，若管道直径增加，流速会______。答案：减小17.流体的普朗特数是描述流体热传导性能的一个参数，它等于流体的______与动力粘度的比值。答案：热导率18.马赫锥的半顶角与马赫数的关系是：半顶角等于______乘以马赫数的反正切值。答案：1/219.流体的比热容比是描述流体热力学性质的一个重要参数，它等于流体的______与定压比热的比值。答案：定容比热20.在流体力学中，普朗特-迈耶尔流动是指在______流动中，流体速度从亚音速增加到超音速的过程。答案：膨胀三、简答题（每题10分，共40分）21.简述流体力学中的连续性方程。答案：流体力学中的连续性方程是质量守恒定律在流体力学中的表达形式，它表明在任何封闭系统中，流体的质量是守恒的。对于不可压缩流体，连续性方程可以表示为：A1*V1=A2*V2，其中A1和A2分别是两个截面的面积，V1和V2分别是这两个截面处的流速。22.描述流体的雷诺数，并解释其物理意义。答案：雷诺数是描述流体流动状态的一个重要参数，它定义为流体的惯性力与粘性力的比值。雷诺数的计算公式为：Re=(ρ*V*L)/μ，其中ρ是流体密度，V是流体速度，L是特征长度（如管道直径），μ是流体的动态粘度。雷诺数的物理意义在于，它可以用来区分流体流动的类型，如层流、湍流等。23.解释伯努利方程，并给出其适用条件。答案：伯努利方程是流体力学中描述流体能量守恒的一个重要方程，它表明在理想流体（不可压缩、无粘性）的稳定流动中，流体的总能量（包括动能、势能和压力能）沿流线是守恒的。伯努利方程的表达式为：P1/ρ+gz1+V1^2/2=P2/ρ+gz2+V2^2/2，其中P1和P2分别是两个截面处的压力，ρ是流体密度，g是重力加速度，z1和z2分别是两个截面的高度，V1和V2分别是这两个截面处的流速。伯努利方程的适用条件是：流体必须是理想流体，流动必须是稳定的，且沿流线能量守恒。24.描述马赫锥的形成过程，并解释其物理意义。答案：马赫锥是超音速流动中的一种现象，当超音速流体绕过一个障碍物时，会在障碍物的背风面形成一个圆锥形的区域，这个区域就是马赫锥。马赫锥的形成是由于超音速流体在绕过障碍物时，流体速度的变化导致压力的变化，进而形成激波。马赫锥的物理意义在于，它可以用来描述超音速流动中激波的位置和形状，进而分析流体的流动特性。四、计算题（每题20分，共20分）25.已知一个不可压缩流体在管道中流动，管道直径为0.1m，流体速度为10m/s，流体密度为1000kg/m^3，流体的动态粘度为0.001Pa·s。求该流体的雷诺数，并判断流