2013年上学期流体力学试卷

---○---○
---
………… 评卷密封线 ……………… 密封线内不要答题，
密封线外不准填写考生信息，违者考试成绩按0分处理 ……………… 评卷密封线 ………… 中南大学考试试卷
2013~2014 学年二学期 流体力学课程 时间100分钟
32学时，2学分，闭卷，总分100分，占总评成绩 70 %
一、判断题（请在后面的括号中，正确的填√，错误的填×）
（15分） 1. 若流体的速度分布梯度为直线，则液流各层的剪切应力大小相等。

（ ） 2. 在连续介质假设条件下，液体中各物理量的变化是连续的。

（ ） 3. 粘滞性是引起流体运动能量损失的根本原因。

（ ） 4. 牛顿内摩擦定律只适用于管道中的层流。

（ ） 5. 自由射流的流束上的流体压强处处为大气压。

（ ） 6. 伯努力方程适用于各种流体。

（ ） 7. 只有在有势质量力的作用下流体才能平衡。

（ ） 8. 并联管道各分支管路的分支点和汇合点的压强降一定相等。

（ ） 9. 理想流体是不可压缩的流体。

（ ） 10. 完全展开的层流是定常流动。

（ ）
二、选择填空题（15分）
1. 已知水流的沿程阻力摩擦系数λ 只与边界粗糙度有关，可判断该水流属于( )
(1) 层流区 ； (2) 紊流光滑区
； (3) 紊流过渡粗糙区 ； (4) 紊流粗糙区 。

2. 在平衡液体中，质量力与等压面( )
（1）重合； （2）正交； （3）平行； （4）没有关系。

3. 雷诺数是判别下列哪种流态的重要的无量纲数( )
（1） 层流和湍流； （2）恒定流和非恒定流； （3） 急流和缓流； （4）均匀流和非均匀流。

4. 在流体力学建模中，当压强或压强降很重要时，会出现（ ）
（1）雷诺数； （2）欧拉数； （3）韦伯数； （4）弗劳德数； （5）马赫数。

5. 流体在流动时，根据流体微团________来判断流动是有旋流动还是无旋流动。

（ ）
（1）运行轨迹是否是圆周曲线 （2）是否绕自身轴旋转
（3）流线是否是蜗旋 （4）流线是否是圆周曲线 6. 在同一瞬时，流线上各个流体质点的速度方向总是在该点与此线（ ）
（1）重合 （2）相切 （3）平行 （4）相交
7. 关于流体流向的正确说法是（ ）
（1）一定是从高压处往低压处流； （2）一定是从流速大处往流速小处流； （3）一定是从机械能大处往机械能小处流； （4）一定是从高处往低处流。

8. 在缓变流的同一有效截面中，流体的压强分布满足（ ）
（1）2
p C g 2g
υρ+= （2） p ＝C
（3）p Z C g ρ+= （4） 2
p Z C g 2g
υρ++=
9. 下列说法中，正确的说法是（ ）
（1）理想不可压缩、均质、重力流体、作定常或非定常流动时，沿流线总机械能守恒； （2）理想不可压缩、均质、重力流体、作非定常流动时，沿迹线总机械能守恒； （3）理想不可压缩、均质、重力流体、作定常流动时，沿流线总机械能守恒； （4）理想、可压缩、重力流体、作非定常流动时，沿流线总机械能守恒。

10. 管路水力计算中的所谓长管是指（ ）
（1）总能量损失很大的管路； （2）局部损失与沿程损失相比较可以忽略的管路；
（3）长度很长的管路； （4）局部损失与沿程损失均不能忽略的管路；
三、连续流体，任一点（x ，y ，z ）,在时间t 的速度为 υ。

1）求d dt υ；2)说明所得结论的物理意义？3）请写出不可压缩流体d dt
υ的表达式？（15分）
---○---○---
………… 评卷密封线 ……………… 密封线内不要答题，
密封线外不准填写考生信息，违者考试成绩按0分处理 ……………… 评卷密封线 …………
四、如图所示，长方体水箱：长5m ，宽2.5m ，高1.5m ；水箱以加速度a =0.5g 水平向左运动，水箱实际载水量为总容积的80%，且顶部通大气。

求右端盖所受压力为多大？（10分）
五、在黄河流域广泛采用虹吸现象进行灌溉农田，如
图所示， 假设水面离坝顶S 的高度12H m =，吸管通
径为50mm ，要求流量3
72m Q h
=。

问2H 的取值范围。

（15分）
六、在一稳定、不可压缩流场中，已知流体流动速度分布为240x y z u y u x u ===，，。

问：1）该流体是否存在？若存在，请继续完成如下问题：（3）
2）流体流动是几维流动？（3）
3）流体是否为均匀流动？（3） 4）流场是否有旋流动？ （3）
5) 求流线方程，并画出若干条流线。

（8）（共20分）
七、某液压系统支路，流量为150L/min ，原采用长4m 、通径25mm 的液压胶管，为了减少成本，现欲采用20mm 通径的胶管代替，且它们的沿程阻力系数基本相等，即
0.02λ=。

问两种管路的压强降各为多少？功率损耗是原来的多少倍？（10分）
出师表
两汉：诸葛亮
先帝创业未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此诚危急存亡之秋也。

然侍卫之臣不懈于内，忠志之士忘身于外者，盖追先帝之殊遇，欲报之于陛下也。

诚宜开张圣听，以光先帝遗德，恢弘志士之气，不宜妄自菲薄，引喻失义，以塞忠谏之路也。

宫中府中，俱为一体；陟罚臧否，不宜异同。

若有作奸犯科及为忠善者，宜付有司论其刑赏，以昭陛下平明之理；不宜偏私，使内外异法也。

侍中、侍郎郭攸之、费祎、董允等，此皆良实，志虑忠纯，是以先帝简拔以遗陛下：愚以为宫中之事，事无大小，悉以咨之，然后施行，必能裨补阙漏，有所广益。

将军向宠，性行淑均，晓畅军事，试用于昔日，先帝称之曰“能”，是以众议举宠为督：愚以为营中之事，悉以咨之，必能使行阵和睦，优劣得所。

亲贤臣，远小人，此先汉所以兴隆也；亲小人，远贤臣，此后汉所以倾颓也。

先帝在时，每与臣论此事，未尝不叹息痛恨于桓、灵也。

侍中、尚书、长史、参军，此悉贞良死节之臣，愿陛下亲之、信之，则汉室之隆，可计日而待也。

臣本布衣，躬耕于南阳，苟全性命于乱世，不求闻达于诸侯。

先帝不以臣卑鄙，猥自枉屈，三顾臣于草庐之中，咨臣以当世之事，由是感激，遂许先帝以驱驰。

后值倾覆，受任于败军之际，奉命于危难之间，尔来二十有一年矣。

先帝知臣谨慎，故临崩寄臣以大事也。

受命以来，夙夜忧叹，恐托付不效，以伤先帝之明；故五月渡泸，深入不毛。

今南方已定，兵甲已足，当奖率三军，北定中原，庶竭驽钝，攘除奸凶，兴复汉室，还于旧都。

此臣所以报先帝而忠陛下之职分也。

至于斟酌损益，进尽忠言，则攸之、祎、允之任也。

愿陛下托臣以讨贼兴复之效，不效，则治臣之罪，以告先帝之灵。

若无兴德之言，则责攸之、祎、允等之慢，以彰其咎；陛下亦宜自谋，以咨诹善道，察纳雅言，深追先帝遗诏。

臣不胜受恩感激。

今当远离，临表涕零，不知所言。