上海交大网络教育-《流体力学》-第二次作业
流体力学第二次作业答案复习课程
解：
⒌CP3.6.2.一根旧的铁管 ，长 ，直径 ，管内水的流量 ，水的运动粘度取 ，试求沿程损失 。
答：
解：
作业发布：11.05.09.，网上提交作业截止：11.05.29.作业答案发布：11.05.30.
第二次课外练习题简答案
一，概念类单选题 每题2分,共30分
［3］1.［1］2。［2］3。［1］4。［2］5。［3］6。［3］7。［2］8。
［1］9。［1］10。［2］11.［3］12.［2］13。［3］14.［1］15.
二，计算类单选题每题4分,共20分
［1］1.［3］2.［1］3.［2］4.［2］5.
三，计算题每题10分,共50分
1.提示：取ρ，τw，g为基本量。
答： 数关系式为
解：物理关系式
选 为基本量
∴ 数关系式为Π₁=f(Π₂)，即
［ ］14.减小摩擦阻力的主要途径是 使壁面光滑 使表面积最小 保持边界层层流化。
［ ］15.形状阻力是 物面压强 物面上粘性切应力 外流区压强的x方向投影分量沿物
面积分的结果。
二，计算类单选题每题4分,共20分
［ ］1.封闭旋转园筒高H=2m,半径R=0.75m,注水高H0=1.5m,液面P0=1000Pa.则液面刚接
⒉提示：求总压力作用点时注意坐标系和原点的选取，求合力矩对顶边铰链取矩。
答：
解：设y轴垂直向下，原点O在液面上。舱门形心C的淹深 。设总压力作用点为Ｄ
总压力
以顶边铰链为轴，打开舱门所需的力矩为
M = F( 0.5 l + 1/18 ) = 117672 ( 1 + 0.056 ) =
⒊答：存在流函数： ，不存在速度势函数.
1，BP5.2.10设不可压缩粘性流体沿平板流动时湍流边界层内时均速度 与离壁面的垂直距离y，壁面上的切应力τw及流体密度ρ和运动粘性系数ν有关，试用量纲分析法将这些变量的关系式表达为如下形式： ，式中 。
(完整版)流体力学作业试题库及答案
第一章 绪论思考题1-1 何谓流体连续介质模型？含有气泡的液体是否适用连续介质模型？ 答：所谓流体的连续介质模型，即把流体视为没有间隙地由流体质点充满它所占据的整个空间的一种连续介质其物理性质和物理量也是连续的。
若气泡相对于液体而言可以看作孤立的点的话，则含有气泡的液体可以适用连续介质模型。
习题11-3 如题图所示，设平行板间隙为0.5mm ，中间充满液体，上板以U ＝0.25m/s 的速度平移，施于单位面积的力为2Pa ，试求液体的粘度为多少？解：YU dy du A F μμτ===液体粘度s Pa AU FY ⋅⨯=⨯⨯==--3310425.0105.02μ1-4 求题图所示的轴与轴套之间的流体粘度。
解：s Pa dLU FY dLA Y U dy du A F ⋅=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==⇒====--0648.0493.010)140120(14.3102.034.863πμπμμτ第二章 流体静力学习题22-5 用多管水银测压计测压，，题图中标高的单位为m ，试求水面的压强p 0。
解：Pam g m g p pap m m g p p m m p p m m g p p m m g p p D D CC B B A A 5001065.29.298002.21334169.22.20)2.13.2()2.15.2(g )4.15.2()4.10.3(⨯=⨯-⨯=⨯-⨯=⇒⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=-+=--=-+=-+=水汞汞水汞水ρρρρρρ2-9 一盛水的敞口容器作加速运动，试求下列两种情况下容器内静压强的分布规律：（1）自由降落；（2）以等加速度a 向上运动。
解：h a g p p )sin (0αρ++=（1）0,900=∴=︒-=p p 相对压强α（2）)(,900a g h p p p p a a ++=∴=︒=ρα绝对压强2-12 试求开启题图所示水闸闸门所需的单宽拉力F 。
不计闸门自重及转轴摩擦力。
西南交《流体力学B》离线作业1,2,3汇总
流体力学第1次作业一、单项选择题(只有一个选项正确，共5道小题)1. 在研究流体运动时，按照是否考虑流体的粘性，可将流体分为(A) 牛顿流体及非牛顿流体(B) 可压缩流体与不可压缩流体(C) 均质流体与非均质流体(D) 理想流体与实际流体正确答案：D解答参考：2. 相对压强是指该点的绝对压强与的差值(A) 标准大气压(B) 当地大气压(C) 工程大气压(D) 真空压强正确答案：B解答参考：3. 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正确答案：A解答参考：4. 雷诺数Re反映了( )的对比关系(A) 粘滞力与重力(B) 重力与惯性力(C) 惯性力与粘滞力(D) 粘滞力与动水压力正确答案：C解答参考：5. 圆管均匀层流过流断面上切应力分布为(A) 抛物线分布，管壁处为零，管轴处最大(B) 直线分布，管壁处最大，管轴处为零(C) 均匀分布(D) 对数分布正确答案：B解答参考：四、主观题(共5道小题)6.参考答案：7.参考答案：8.有一贮水装置如图所示，贮水池足够大，当阀门关闭时，压强计读数为2.8个大气压强。
而当将阀门全开，水从管中流出时，压强计读数是0.6个大气压强，试求当水管直径参考答案：9.参考答案：10.水平管路路直径由 d1=10cm ,突然扩大到 d2=15cm ，水的流量。
（1）试求突然扩大的局部水头损失；（2）试求突然扩大前后的压强水头之差。
参考答案：流体力学第2次作业一、单项选择题(只有一个选项正确，共5道小题)1. 不可压缩气体总流能量方程(A) 1 和2断面上的绝对压强(B) 1 断面上的绝对压强及2动能上的相对压强(C) 1 和2 断面上的相对压强(D) 1 断面上的相对压强及2断面上的绝对压强正确答案：C解答参考：2. 动量方程式中流速和作用力(A) 流速有方向，作用力没有方向(B) 流速没有方向，作用力有方向(C) 都没有方向(D) 都有方向正确答案：D解答参考：3. 管道中紊流运动，过流断面流速分布符合(A) 均匀分布(B) 直线变化规律(C) 抛物线规律(D) 对数曲线规律正确答案：D解答参考：4. 在紊流粗糙管中(A) 层流底层覆盖粗糙高度(B) 沿程阻力系数只取决于雷诺数(C) 沿程水头损失与流速的平方成正比(D) 阻力系数与相对粗糙无关正确答案：C解答参考：5. 水力半径是()(A) 湿周除以过水断面积(B) 过水断面积除以湿周的平方(C) 过水断面积的平方根(D) 过流断面积除以湿周正确答案：D解答参考：四、主观题(共16道小题)6.在流体力学当中，三个主要的力学模型是指哪三个？参考答案：答：（1）连续介质；（2）无粘性流体；（3）不可压缩流体。
船舶流体力学第二次作业及答案
u v w 1, 1, 0 x y z
因有
u v w 1 1 0 0 ，故流动是连续的。 x y z w v u w v u 1, 1, 1, 1, 1, 1 y z z x x y
将（b）式代入（a）式得分速度
（b）
v xt y g t
（c）
代入已知条件， x y 0 ， v 0 ，得 g t 0 ，有：
v xt y
我们由流函数求流线方程，流函数为：
xt y dx yt x dy tx 2
y x dx 2 dy 2 r r x y y 0 2 dx dy 2 0 x y 0 0 y2 1 x y ( arctan ) C y y x arctan C y
3.2 问下列速度场中，哪些可以构成不可压缩流体的连续流动？哪些流动是无旋的？
因满足 3.5 理想不可压缩流体平面无旋运动的分速度 u yt x ，若 x y 0 处， v 0 。试求
r cos cos r2 r cos sin vr 2 , v 2 r r r r (rvr ) cos cos v cos ( ) 2 , 2 r r r r r
所有流动是有旋的，绕 z 轴的旋转角速度为 。
(b) V y / r 2i x / r 2 j 0k ，其流线方程为
dx dy dz 2 2 y / r x / r 0
故有 dz 0 ，即 z C1 ，则
x y dx 2 dy ，消去 / r 2 并积分得 2 r r
1 3 1 1 x xy 2 x 2 y 2 C 3 2 2
船舶流体力学_上海交通大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
船舶流体力学_上海交通大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.下列流体哪个属牛顿流体：( )参考答案:汽油2.在惯性力和重力起主导作用时，两相似流场的欧拉相似准数必相等。
参考答案:错误3.边界层的流动分离发生在 ()参考答案:逆压梯度区；4.以下对边界层内的流动特点描述正确的是 ()参考答案:粘性力与惯性力量级相等；5.在势流流动中，如果物体作匀速运动，则物体不受流体作用力;如果物体作加速运动，则物体受流体作用力。
参考答案:正确6.在一定条件下，层流和湍流两种流动状态可以相互转换。
参考答案:正确7.Venturi管用来测量：（）参考答案:管道内流体流动的流量8.水下潜艇的平面上甲板受到的静水压力的合力与以下哪个因素无关？（）参考答案:甲板倾角9.对已建立微分方程的问题，根据影响流动过程的物理参数通过量纲分析导出相似准则称为量纲分析方法。
参考答案:错误10.有一个变直径管，直径【图片】，【图片】,流速【图片】。
【图片】为: （）参考答案:6m/s11.一维流动的连续性方程VA=C成立的必要条件是：（）参考答案:不可压缩流体12.涡线所诱导的速度场都是无旋场。
参考答案:正确13.判别边界层内的层流和湍流状态的准则数为距离雷诺数。
参考答案:正确14.在液体中潜体所受浮力的大小：（）参考答案:与液体的密度成正比15.边界层内沿厚度方向，存在很大的速度梯度。
参考答案:正确16.公式【图片】表示的含义为：（）参考答案:流体在x, y, z三方向上的变形速率之和为017.尼古拉兹试验是研究管道沿程水头损失随雷诺数和相对粗糙度的变化关系的试验。
参考答案:错误18.理想流体绕任意物体的平面无旋流动，物体受到流体的作用力可能有参考答案:附加惯性力19.无穷远均匀来流绕一确定形状的圆柱体有环量流动，升力的大小与（）有关参考答案:圆柱体的直径20.不可压缩定常流动与不可压缩非定常流动的连续方程的微分形式是一致的。
流体力学第二章作业答案
2.3 如图，用U 型水银测压计测量水容器中某点压强，已知H 1=6cm ，H 2=4cm ，求A 点的压强。
解：选择水和水银的分界面作为等压面得11222()γγ++=+a A p H H p H故A 点压强为：511212() 1.1410Pa γγγ=++-=⨯A a p p H H2.5 水压机是由两个尺寸不同而彼此连通的，以及置于缸筒内的一对活塞组成，缸内充满水或油，如图示：已知大小活塞的面积分别为A 2，A 1，若忽略两活塞的质量及其与圆筒摩阻的影响，当小活塞加力F 1时，求大活塞所产生的力F 2。
帕斯卡定律：加在密闭液体上的压强，能够大小不变地由液体向各个方向传递。
根据静压力基本方程(p=p 0+ρgh),盛放在密闭容器内的液体，其外加压强p 0发生变化时，只要液体仍保持其原来的静止状态不变，液体中任一点的压强均将发生同样大小的变化。
这就是说，在密闭容器内，施加于静止液体上的压强将以等值同时传到各点。
这就是帕斯卡原理，或称静压传递原理。
解：由111F p A =，222Fp A =，根据静压传递原理：12p p =1221F A F A ⇒=2.6如图示高H =1m 的容器中，上半装油下半装水，油上部真空表读数p 1=4500Pa ，水下部压力表读数p 2=4500Pa ，试求油的密度ρ。
解：由题意可得abs1a 1p p p =-，abs2a 2p p p =+abs1abs222H H p gp ργ++= 解得abs2abs1213()()22836.7kg/m 22a a H Hp p p p p p gH gH γγρ--+---===2.7 用两个水银测压计连接到水管中心线上，左边测压计中交界面在中心A 点之下的距离为Z ，其水银柱高度为h 。
右边测压计中交界面在中心A 点之下的距离为Z+∆Z ，其水银柱高为h+∆h 。
（1）试求∆h 与∆Z 的关系。
（2）如果令水银的相对密度为13.6，∆Z=136cm 时，求∆h 是多少？解：（1）分别取测压计中交界面为等压面得，a 12AA 2a 1()()p h z p p z z p h h γγγγ+=+⎧⎨++∆=++∆⎩ 解得∆h 与∆Z 的关系为：h z ∆=∆12γγ （2）当∆Z=136cm 时，cm 1012=∆=∆γγzh 2.9 如图示一铅直矩形平板AB 如图2所示，板宽为1.5米，板高h =2.0米，板顶水深h 1=1米，求板所受的总压力的大小及力的作用点。
上海交大流体力学练习卷
一个Laval喷管的进口总压为p*＝1.52×106Pa，总温T*＝500K，空气在喷管内作绝能等熵流动，喷管喉道面积为0.05m2，出口面积为0.1m2，且喉道截面为音速截面。
(1)如果气流在喷管内一直是加速状态，问出口截面马赫数多大？
(2)如果气流在正好到达管口处产生一道正激波，问波后马赫数多大？(计算采用下列数据表，按照近似取值)
A．连续性方程；B．运动方程；C．伯努利方程；D．动量方程
8．判断层流或湍流的无量纲量是_________。
A．佛汝德数Fr；B．雷诺数Re；C．欧拉数Eu；D．斯特罗哈数St
9．两根相同直径的圆管，以同样的速度输送水和空气，不会出现_______情况。
A．水管内为层流状态，气管内为湍流状态；B．水管、气管内都为层流状态。
3.6133
2.36
1.53
2.1
0.56
4.9784
2.82
1.77
2.3
0.53
6.0050
3.08
1.95
注意：下面的计算题中，水的密度使用1000kg/m3，重力加速度取10m/s2，比热比取1.4，气体常数取287 J/(kg.K)。
三、计算题1（共14分）
已知速度场u＝xy2，v＝－y3/3，w＝xy。流动定常。试确定
（1）属几维流场；
（2）是否是不可压缩流动；
（3）点（1，2，3）处的加速度。
四、计算题2（共12分）
C．水管内为湍流状态，气管内为层流状态；D．水管、气管内都为湍流状态。
10．马赫数M代表的是之比。
A．总能与机械能；B．总能与内能
C．动能与内能；D．机械能与内能
二、简答题（每题6分，共18分）
流体力学作业2答案
作业2答案（第3章、第4章）第3章一、选择题1、流体运动的连续性方程是根据（C）原理导出的。
A、动量守恒B、质量守恒C、能量守恒D、力的平衡2、流线和迹线重合的条件为（ C ）A、恒定流B、非恒定流C、非恒定均匀流二、判断题1、以每个流体质点运动规律为研究对象的方法称为拉格朗日法。
（正确）2、恒定流一定是均匀流。
（错误）3、涡流是指流体质点在运动中不绕自身轴旋转的流动。
（正确）4、无旋流就是无涡流。
（正确）5、非均匀流一定是非恒定流。
（错误）三、简答题1、述流体运动的两种方法是什么？简述其内容。
答：研究流体运动有两种不同的观点，因而形成两种不同的方法：一种方法是从分析流体各个质点的运动着手，即跟踪流体质点的方法来研究整个流体的运动，称之为拉格朗日法；另一种方法则是从分析流体所占据的空间中各固定点处的流体的运动着手，即设立观察站的方法来研究流体在整个空间里的运动，称其为欧拉法2. 流体微团体运动分为哪几种形式?答：①平移②线变形③角变形④旋转变形。
3. 写出恒定平面势流中流函数、势函数与流速的关系。
（改为：写出恒定平面势流中流函数具有的性质，流函数与流速势的关系。
）答：流函数具有的性质（1）流函数相等的点组成的线即流线，或曰，同一流线上个点的流函数为常数。
（2）两流线间的函数值之差为为单宽流量。
（3）平面势流的流函数为一个调和函数。
答：流函数与流速势的关系（1）流函数与势函数为调和函数。
（2）等势线与等流函数线正交。
4．什么是过流断面和断面平均流速？为什么要引入断面平均流速？答：与流线正交的断面叫过流断面。
过流断面上点流速的平均值为断面平均流速。
引入断面平均流速的概念是为了在工程应用中简化计算。
5．如图所示，水流通过由两段等截面及一段变截面组成的管道，试问：(1)当阀门开度一定，上游水位保持不变，各段管中，是恒定流还是非恒定流？是均匀流还是非均匀流？(2)当阀门开度一定，上游水位随时间下降，这时管中是恒定流还是非恒定流？(3)恒定流情况下，当判别第II 段管中是渐变流还是急变流时，与该段管长有无关系？答：（1）是恒定流。
(整理完)流体力学网上作业题参考标准答案
东北农业大学网络教育学院流体力学网上作业题参考答案第一章：绪论（56）一、名词解释1. 流体：在任何微小剪切力的持续作用下能够连续不断变形的物质/液体和气体统称为流体。
2. 流体质点：质点亦称为流体微团，其尺度在微观上足够大，大到能包含大量的分子，使得在统计平均后能得到其物理量的确定值；而宏观行又足够小，远小于所研究问题的特征尺度，使其平均物理量可看成是连续的。
3. 惯性：惯性是物体维持原有运动状态的能力的性质。
4. 均质流体：任意点上密度相同的流体，称为均质流体。
5. 非均质流体：各点密度不完全相同的流体，称为非均质流体。
6. 粘性：流体在运动状态下具有抵抗剪切变形能力的性质，成为粘性或者粘滞性。
7. 内摩擦力：流体在流动时，对相邻两层流体间发生的相对运动，会产生阻碍其相对运动的力，这种力称为内摩擦力。
8. 流体的压缩性：流体的宏观体积随着作用压强的增大而减小的性质，称为流体的压缩性。
9. 不可压缩流体：流体密度随压强变化很小，流体的密度可视为常数的流体。
10. 可压缩流体：流体密度随压强变化不能忽略的流体。
11. 表面张力：表面张力是液体自由表面在分子作用半径范围内，由于分子引力大于斥力而在表层沿表面方向产生的拉力。
12. 表面力：作用在所研究流体外表面上，与表面积大小成正比的力。
13.质量力：作用在液体每一个质点上,其大小与液体质量成正比。
14．牛顿流体：把在作剪切运动时满足牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体。
二、选择题1. 理想流体是指可以忽略（ C ）的流体。
A 密度 B 密度变化 C 粘度 D 粘度变化2. 不可压缩流体是指忽略（B ）的流体。
A 密度 B 密度变化 C 粘度 D 粘度变化3. 关于流体粘性的说法中，不正确的是（D ）。
A 粘性是流体的固有属性B 流体的粘性具有传递运动和阻碍运动的双重性C 粘性是运动流体产生机械能损失的根源D 流体的粘性随着温度的增加而降低4．下列各种流体中，属于牛顿流体的是（A ）A 水、汽油、酒精B 水、新拌混凝土、新拌建筑砂浆C 泥石流、泥浆、血浆D 水、泥石流、天然气5. 单位质量力的量纲与（B ）的量纲相同。
西交2021《流体力学》在线作业附满分答案
西交2021《流体力学》在线作业附满分答案试卷总分:100 得分:100
一、单选题 (共 30 道试题,共 60 分)
1.有一变径管流，小管直径d1，大管直径d2＝2d1，则两断面雷诺数的关系是：()
A.Re1=0.5Re2
B.Re1=Re2
C.Re1=1.5Re2
D.Re1=2Re2
答案:D
2.在()流动中，流线和迹线是重合的。
A.无旋流动
B.有旋流动
C.恒定流动
D.非恒定流动
答案:C
3.变直径管，直径d1=320mm，d2=160mm，流速V1=1.5m/s。
则V2为：()
A.3m/s
B.4m/s
C.6m/s
D.9m/s
答案:C
4.在研究流体运动时，按照是否考虑流体的粘性，可将流体分为：()
A.牛顿流体及非牛顿流体
B.可压缩流体与不可压缩流体
C.均质流体与非均质流体
D.理想流体与实际流体。
答案:D
更多加V：boge30619
5.对于边界层流动的转捩:( )
A.雷诺数的大小是唯一的决定因数
B.雷诺数的大小与此无关
C.雷诺数的大小、来流条件和壁面粗糙度等都是相关的影响因数
答案:C
6.与牛顿内摩擦定律直接相关的因素是:( )
A.切应力和流动速度。
流体力学习题及答案
2－16多管水银测压计用来测水箱中的表面压力。图中高程的单位为m，当地大气压力为105Pa，试求水面的绝对压力p0。
题2－16图题2－17图
2－17倾斜式微压计中工作液体为酒精(ρ＝800kg/m3)，已测得读数 ＝50cm，倾角α＝30°，求液面气体压力p1。
1－6海水在海面附近的密度为1025kg/m3，在海面下8km处的压力为81.7MPa，设海水的平均弹性模量为2340MPa，试求该深度处海水的密度。
1－7盛满石油的油槽内部绝对压力为5×105Pa，若从槽中排出石油40kg，槽内压力就降低至l05Pa。已知石油的比重为0.9，体积弹性系数为1．32×109N/m2，求油槽的体积。
2－2容器中空气的绝对压力为pB＝93.2kPa，当地大气压力为pa=98.1kPa试求玻璃管中水银柱上升高度hv。
2－3封闭容器中水面的绝对压力为p1＝105kPa，当地大气压力为pa=98.1kPa，A点在水面下6m，试求：(1)A点的相对压力；(2)测压管中水面与容器中水面的高差。
题2－2图题2－3图
1－16空气中水滴直径为0.3mm时，其内部压力比外部大多少？
1－17在实验室中如果用内径0.6cm和1.2cm的玻璃管作测压管，管中水位由于毛细管现象而引起的上升高度各为多少？
1－18两块竖直的平行玻璃平板相距1mm，求其间水的毛细升高值。
《流体力学》习题（二）
2－1质量为1000kg的油液(S＝0.9)在有势质量力 (N)的作用下处于平衡状态，试求油液内的压力分布规律。
(3)τ＝1秒时的流线方程？
3－4已知速度场为 。求τ＝1时，过(0，2)点的流线方程。
上海交大网络教育_微机原理三次作业及自测题汇总
微机第一次作业1、11000110为二进制补码，该数的真值为（B ）。
a. +58b. -58c. -198d. +1982、16个字数据存储区的首址为70A0H：DDF6H，末字单元的物理地址为（ C ）。
a. 7E816Hb. 7E7F8Hc. 7E814Hd. 7E7F6H3、8位二进制数的原码表示范围为（ A ）。
a. -127 ～+127b. 0 ～255c. -128 ～+128d. -128 ～+1274、完整的计算机系统应包括（B ）。
a. 运算器、控制器、存储器b. 硬件设备和软件系统c. 主机和外部设备d. 主机和应用程序5、存储字长是指（B ）。
a. 以上都是b. 存储单元中二进制代码个数c. 存储单元的个数d. 存储单元中二进制代码组合6、运算器执行两个补码表示的整数加法时，产生溢出的正确叙述为（C ）。
a. 相加结果的符号位为1则产生溢出b. 最高位有进位则产生溢出c. 相加结果的符号位与两同号加数的符号位相反则产生溢出d. 相加结果的符号位为0则产生溢出7、堆栈存储器存取数据的方式是（A ）。
a. 先进后出b. 都可以c. 随机存取d. 先进先出8、下列数中最小的数是（D ）。
a. (97)10b. (62)16c. (142)8d. (1011011)29、程序计数器PC的作用是（B ）。
a. 保存CPU要访问的内存单元地址b. 保存将要执行的下一条指令的地址c. 保存正在执行的一条指令d. 保存运算器运算结果内容10、若某CPU具有64GB的寻址能力，则该CPU的地址总线宽度为（A ）。
a. 36b. 64c. 32d. 2411、8086系统中，每个逻辑段的最多存储单元数为（D）。
a. 1MBb. 256Bc. 根据需要而定d. 64KB12、在机器数（C ）中，零的表示形式是惟一的。
a. 原码b. 反码c. 补码d. 原码和反码13、指令队列具有（B ）的作用。
大工20秋《流体力学(二)》在线作业2
大工20秋《流体力学(二)》在线作业2问题一根据题目要求，我们要求解一个给定条件下的流体力学问题。
根据问题描述，我们可以得知流场是二维非定常的，并且假设流体是不可压缩的。
根据这些信息，我们可以使用流体力学的基本方程来解决这个问题。
首先，我们可以使用质量守恒方程来描述不可压缩流体的运动。
质量守恒方程可以写成以下形式：$$\frac{{\partial \rho}}{{\partial t}} + \nabla \cdot (\rho\mathbf{V}) = 0$$其中，$\rho$是流体的密度，$\mathbf{V}$是流体的速度矢量。
在二维情况下，速度矢量可以用两个分量表示：$\mathbf{V} = (u, v)$，其中$u$是$x$方向的速度分量，$v$是$y$方向的速度分量。
其次，我们可以使用动量守恒方程来描述流体的运动。
动量守恒方程可以写成以下形式：$$\frac{{\partial(\rho \mathbf{V})}}{{\partial t}} + \nabla \cdot(\rho\mathbf{V}\mathbf{V}^T) = -\nabla P + \mu\nabla^2\mathbf{V} $$其中，$P$是流体的压力，$\mu$是流体的黏度。
根据题目要求，流体是不可压缩的，所以可以将压力项简化为$-\nabla P = 0$。
另外，由于流体是二维的，在动量守恒方程中仅考虑$x$和$y$方向的分量即可。
最后，根据边界条件和初始条件，即可求解出流体力学问题的解。
问题二根据题目要求，我们需要使用有限差分法来求解流体力学问题。
有限差分法是一种常用的数值求解方法，可以将微分方程离散化为代数方程。
在本问题中，我们可以将空间离散化为网格，将时间离散化为若干个时间步长。
然后，使用有限差分近似来离散化质量守恒方程和动量守恒方程，从而得到离散的代数方程组。
对于质量守恒方程，我们可以使用中心差分近似来离散化空间导数项，得到以下离散方程：$$\rho_{i,j}^{t+1} = \rho_{i,j}^t - \frac{\Delta t}{\Delta x}\left( \rho_{i,j}^t u_{i,j}^t - \rho_{i-1,j}^t u_{i-1,j}^t + \rho_{i,j}^tv_{i,j}^t - \rho_{i,j-1}^t v_{i,j-1}^t \right)$$对于动量守恒方程，我们可以使用中心差分近似来离散化空间导数项和时间导数项，得到以下离散方程：$$\begin{align*}u_{i,j}^{t+1} &= u_{i,j}^t - \frac{\Delta t}{\Delta x}\left( u_{i,j}^t u_{i,j}^t - u_{i-1,j}^t u_{i-1,j}^t \right) - \frac{\Delta t}{\Delta y} \left( u_{i,j}^t v_{i,j}^t - u_{i,j-1}^t v_{i,j-1}^t \right) + \frac{\mu \Delta t}{\rho \Delta x^2} \left( u_{i+1,j}^t - 2u_{i,j}^t +u_{i-1,j}^t \right) \\v_{i,j}^{t+1} &= v_{i,j}^t - \frac{\Delta t}{\Delta x}\left( u_{i,j}^t v_{i,j}^t - u_{i-1,j}^t v_{i-1,j}^t \right) - \frac{\Delta t}{\Delta y} \left( v_{i,j}^t v_{i,j}^t - v_{i,j-1}^t v_{i,j-1}^t \right) + \frac{\mu \Delta t}{\rho \Delta y^2} \left( v_{i,j+1}^t - 2v_{i,j}^t +v_{i,j-1}^t \right)\end{align*}$$其中，$i$是网格在$x$方向的索引，$j$是网格在$y$方向的索引，$t$是时间步长的索引。
上海交大流体力学考题2007-2008
一、简答题： (每题3分，共30分) (1) 写出加速度和动力粘度的单位和量纲。
(2) 什么是牛顿流体？什么是非牛顿流体？ (3) 什么是流体质点？什么是流体连续介质模型？ (4) 描述流体运动的两种方法是什么？它们区别是什么？ (5) 什么是Helmholtz 速度分解定理？(6) 速度势存在的条件是什么？速度势与速度的关系是什么？(7) 写出水波波幅与波高，波数与波长，圆频率与波周期，以及波速与波数的关系。
(8) 粘性流体流动的物面条件是什么？理想流体流动的物面条件是什么？ (9) 写出Reynolds 数的表达式，指出它的物理意义。
(10) 两个流体流动相似的必要和充分条件是什么？上 海 交 通 大 学 试 卷（ 2007 至 2008 学年 第 2 学期 ）班级号__________________ 学号______________________ 姓名 _ _______ 课程名称 船舶流体力学 成绩 ________题号 得分 批阅人(流水阅卷教师签名处)我承诺，我将严格遵守考试纪律。
承诺人：二、判断题：(在括号中写“对”与“错”) (每题1分，共30分)(1)作用在流体上的压力是流体受到的体积力。
( )(2)当液体温度升高，液体的粘度减小。
( )(3)流体静压力的方向总是和作用的面相垂直。
( )(4)流体质点的加速度可以划分为由于流动非均匀性所引起的变位加速度和由流动非定常所引起的局部加速度两部分。
( )(5)涡线上任意一点的切线方向与该点流体微团的旋转角速度一致。
( )(6)理想流体流动就是势流流动。
( )(7)无论理想流体还是真实流体，均满足连续方程。
( )(8)在流场中，流过任意曲线的流量，等于这个曲线两端点流函数值之差。
( )(9)二维不可压势流的流线和等势线相互正交。
( )(10)理想流体运动满足Euler方程，粘性流体运动满足Navier-Stokes方程。
流体力学第二次作业答案
第二次课外练习题一，概念类单选题 每题2分,共30分［ ］1.若一个物理现象可由n 个物理量描述,则按布金汉Π定理,可组成①n-2②n-4③n-3个独立的П数.［ ］2。
不定常惯性力与迁移惯性力之量级比是①St 斯特劳哈尔数②σ空泡数③Ne 牛顿数。
［ ］3。
在压力占主导的流动中,主П数是①Fr 弗劳德数②Eu 欧拉数 ③ Re 雷诺数。
［ ］4。
由于大气层的非正压性形成大气环流的贸易风在高空①自赤道向北吹②自北极 向南吹③自上向下吹。
［ ］5。
静力学基本方程①是N-S 方程在相对平衡状态的特殊形式②是在密封的充满液体的连通器内一点的压强变化可瞬时传递到整个连通器内各个角落的帕斯卡原理的 理论基础③也是静止流体热能守恒方程.［ ］6。
均质液体对曲壁总压力的垂直分量等于①曲壁垂直方向投影面积乘其形心处压强②曲壁与其水平投影面积、垂直投影面积所围液体的重量③与曲壁对应的压力体内液体的重量。
［ ］7。
只要满足体积力有势、无粘性、正压的流体，从静止开始沿流场封闭流体线上 流体的流动①速度梯度②速度散度③速度环量必定保持为零。
［ ］8。
速度势函数Ux,对应的流函数为①U(x+y)②Uy ③Uxy 。
［ ］9。
确定运动翼型绕流环量Γ的库塔条件是后驻点与①尾缘②分离③转捩点重合. ［ ］10。
色散关系是指不同波长的波以不同的①波速②波数③波群速传播。
［ ］11.在完全粗糙区达西摩擦因子与Re 数①的¼次方成反比②无关③一次方成反比. ［ ］12.分叉管能量损失的主因是①速度重新分布②增加摩擦③二次流和流动分离.［ ］13。
确定运动翼型绕流环量Γ的库塔条件是后驻点与①分离点②尾缘③转捩点重合. ［ ］14.减小摩擦阻力的主要途径是①使壁面光滑②使表面积最小③保持边界层层流化。
［ ］15.形状阻力是①物面压强②物面上粘性切应力③外流区压强的x 方向投影分量沿物面积分的结果。
二，计算类单选题 每题4分,共20分［ ］1.封闭旋转园筒高H=2m,半径R=0.75m,注水高H 0=1.5m,液面P 0=1000Pa.则液面刚接触园筒顶部时的ω为①5.91 rad/s ②11.82 rad/s ③2.96 rad/s .［ ］2.水面下闸门长4米,宽2米,宽边平行于自由液面,长边与自由液面夹角为30度,当闸门顶边位于水面,闸门受到的总压力为①235.44②156.95③78.48 kN 。
1129流体力学第二次作业
第二次作业
作业要求：
1）计算题需列出相关的计算公式，步骤需尽量详细、清晰
2）独立完成，并在规定时间内上传递交（不交或迟交作业会影响平时成绩）
简答题：
1）请写出雷诺数（Re）、欧拉数（Eu）和马赫数（Ma）的表达式，并说明公式中各物理参数的意义。
Re=ρvL/μ，ρ、μ为流体密度和动力粘度，v、L为流场的特征速度和特征长度。
Eu=ΔP/ρu2，△p 压强差，ρ流体密度
Ma=V/c，c 声速
2）当浮体重心高于浮心时，是否一定处于不稳定平衡状态？为什么？3）环量守恒定理的物理意义是什么？
4）何为圆柱绕流问题中的达朗贝尔佯谬？试说明发生达朗贝尔佯谬的原因。
计算题：
1）图示为连有多个管道的水箱，管道1、2为进水管，3、4为出水管。
各管道直径分别为d1 = 2.5cm, d2 = 5cm, d3 = 3.75cm, d4 = 10cm。
若管1 , 2 , 3的流速均为15cm/s, 试求通过管4的流量Q4和流速V4。
2）一股厚度为h =3cm的平面水流以速度V = 12m/s冲击到对称的后弯曲二维导流片上，流出导流片时速度与水平线夹角为α= 40°。
试求下面两种情况射流对单位宽度导流片的作用力。
(1) 导流片固定(U = 0) ；
(2) 导流片以U =3 m/s的速度后退。
3）已知平面流动速度场2
=--，请判断该流场是否为
v x y
=-，2
u x y
无旋流场和不可压缩流场？若是，求势函数Φ和流函数ψ。
第2次流体力学作业ANS
HW #2 Student ID: Name: Assigned: 9/10/2018, Due on 9/17/2018 Problems ：一、选择题1．静止液体中存在:（ A ）A. 压应力;B. 压应力和拉应力；C. 压应力、切应力；D. 压应力、拉应力和切应力。
2．相对压强的起点是: （ C ）A.绝对压强；B. 1个标准大气压；C.当地大气压；D.液面大气压。
3．金属压力表的读值是：（ B ）A.绝对压强；B.相对压强；C.绝对压强加当地大气压；D.相对压强加当地大气压。
4．绝对压强p abs 与相对压强p 、真空度p v 、当地大气压p a 之间的关系是：（ C ）A. p abs =p +p v ；B. p = p abs + p a ；C. p v =p a - p abs ；D. p = p v + p a 。
5．在密闭容器上装有U 形水银测压计，其中1、2、3点位于同一水平面上，其压强关系为：（ C ）A. p 1=p 2=p 3；B. p 1＞p 2＞p 3；C. p 1＜p 2＜p 3；D. p 2＜p 1＜p 3。
6．用U 形水银压差计测量水管A 、B 两点的压强差，水银面高h p =10cm ，p A -p B 为：（ B ）A. 13.33kPa ；B. 12.35 kPa ；C. 9.8 kPa ；D. 6.4 kPa 。
题5图 题6图二、计算题1．以U 型管测量A 处水压强，h 1=0.15m ，h 2=0.3m ，水银的γ＝133280N 3/m ，当时当地大气压强298000/a P N m =，求A 处绝对压强p 。
题1图解：由γ+p 水γ+1h 水银ap h =2，有-=a p p γ水-1h γ水银a22/565463.013328015.0980098000m N h =⨯-⨯-=2．灭火器内装有液体，从水银差压计上读得h 1=26.5mm,，h 2=40mm,，a =100mm,，试求：灭火器中液体的密度ρ及装液高度H 。
交大网院-工程力学作业2答案
交大网院-工程力学作业2答案
工程力学习题课１
补充１、补充２
1-3e、
补充1：.图中BD杆上的销钉B可以在AC杆的槽内滑动，请利用二力杆和三力杆的特性，
在图上画出BD杆的受力图
1-1d
补充2：求图示梁上的约束反力,并且画剪力、弯矩图。
2
QA+MA+
C3a2
Qc-Mc-
MD-C+MC+
qa2/8
Fa0
FB2aMOqaFBqa
2
MD+mB0
F3aFC2aMOqaa0
2
MB—QB--
P.164,9-12d求支反力ΣmA=0；
FD某2F某1q某1某2.50FD40kNmD0
FA某2F某1q某1某0.50FA10kN
qa/2L=5
qa2
机P.230,10-2d求支反力ΣmA=0；
FB某4aM0q某2a某3a0FB7qa/4mB0
FA某4aM0q某2a某a0B
4.关于自鎖，下列说法中错误的是[D]［Ａ］A）自鎖的条件是全反力与接触面的法线夹角α小于最大摩擦角φma某
B）自鎖是物体保持平衡时的一种现象。
C）不考虑摩擦，自鎖现象就不存在。
D）自鎖是由于外力不够大而形成的。
5.图中力多边形说明［Ｂ］
A）FFFF
3
2
4
1234
FF3
F4
C）四力构成平衡状态D）其他
11矩形单头螺纹外径d=28mm，螺纹之间的摩擦系数f=0.035，则保证逆向自鎖，不松动的最大螺距应该是［Ａ］A）S=3mmB）S=4mmC）
S=2.5mmD）无法确定
Ttanλ≤S/πd=f,S=π某28某0.035=3.078。
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第二次作业
作业要求：
1）
计算题需列出相关的计算公式，步骤需尽量详细、清晰 2） 独立完成，并在规定时间内上传递交（不交或迟交作业会影响平时成绩）
简答题：
1)请写出雷诺数（Re ）、欧拉数（Eu ）和马赫数（Ma ）的表达式，并说明公式中各物理参数的意义。
答: 雷诺数（Re ）：Re=μ
ρvl , 上式中 l 为特征长度, 对圆管内的流动取为管直径, 对钝体绕流取为绕流截面宽度, 对平板边界层取为离前缘的距离等; V 为特征速度, 对圆管流动取为管截面上平均速度, 对钝体绕流取为来流速度, 对平板边界层取为外流速度等; ρ和μ为流体的属性。
欧拉数（Eu ）：Eu=2v
p ρ, 上式中p 可以是某一点的压强, 也可以是两点的压强差: V 为特征速度,ρ为流体密度。
马赫数（Ma ）：Ma=Vc,式中V 为流体速度,c 为当地声速。
2）当浮体重心高于浮心时，是否一定处于不稳定平衡状态？为什么？ 是。
浮心高于重心，是浮体在液体中稳定平衡的前提条件；如果浮心与重心重合，则该浮体处于随机平衡状态。
如果浮心低于重心，则该浮体处于不稳定的平衡状态，一旦有外力使其产生侧倾向，必然倾倒。
3）环量守恒定理的物理意义是什么？
在理想流体运动中，若质量力有势，流体满足正压条件，对某一封闭的流体
线的速度环量值不随时间变化。
即流体线上的环量等于常数（环量守恒定理）。
根据斯托克斯定理：流体线内部区域的漩涡强度也不随时间变化，即原先是有旋的流体，则永远有旋，若原先无旋则永远无旋。
这说明，流场中的漩涡不可能凭空产生、也不可能凭空消失。
4）何为圆柱绕流问题中的达朗贝尔佯谬？试说明发生达朗贝尔佯谬的原因。
达朗贝尔佯谬：它实际上是流体力学中的一个定理，物体在大范围的静止或匀速流动的不可压缩、无粘性流体中作等速运动时，它所受到的外力之和为零。
这是达朗贝尔从理论上导出的结果，看起来有矛盾，因为物体在流体中运动总会受到阻尼，这是一种耗散力，总和不会为零。
按现在观点，这个定理并没有错，只是现实中不存在无粘性流体。
即使粘性非常小的流体，对其中运动的物体都会起重要的作用，因为粘性使流体在物体表面产生切向应力，即摩擦阻尼。
计算题：
1）图示为连有多个管道的水箱，管道1、2为进水管，3、4为出水管。
各管道直径分别为d 1 = 2.5cm, d 2 = 5cm, d 3 = 3.75cm, d 4 = 10cm 。
若管1 , 2 , 3的流速均为15cm/s, 试求通过管4的流量Q 4和流速V 4。
解：取包围水箱的控制体CV 。
水为不可压缩流体，由具有多个出入口的控制面连续性方程∑∑=out in Q Q ，
则根据题目条件有，4321Q Q Q Q +=+
3322113214A V A V A V Q Q Q Q -+=-+=
V d d d ）（π2322214
-+=
=π/4［（2.5×10-2m ）2+（5×10-2m ）2-（3.75×10-2m ）2］（15m/s ） =0.02m 2/s 2444444d Q A Q V π===4×0.02/π×0.1=2.55m/s 即通过管4的流量Q 4为0.02m 2/s ，流速V 4为2.55m/s 。
2)一股厚度为h =3cm 的平面水流以速度V = 12m/s 冲击到对称的后弯 曲二维导流片上，流出导流片时速度与水平线夹角为α= 40°。
试求下面两种情况射流对单位宽度导流片的作用力。
(1) 导流片固定(U = 0) ；
(2) 导流片以U =3 m/s 的速度后退。
解：（1）建立包围入流和两股出流的控制体，及入流方向为x 轴的坐标系。
由于射流处于大气压环境中，沿流线速度不变V 1=V 2=V 。
由连续性方程及对称性h 1=h 2=0.5h 。
设作用力沿x 轴方向（由对称性，垂直方向合力为零），由x 方向的动量方程 F VhV V V -=-ρρ。
40cos )(-)h 5.0(2
)40cos 1(2。
+=h V F ρ=(103kg/m 3)(12m/s)2(0.03m)(1+0.766)
=7.63KN
（2）在匀速运动控制体动量方程中U V V -=Γ=12-3=9m/s )40cos 1(2。
+=Γ
h V F ρ=(6.36KN)(3/12)2=4.29KN 3）已知平面流动速度场2u x y =-，2v x y =--，请判断该流场是否为无旋流场和不可压缩流场？若是，求势函数Φ和流函数ψ。
解：先计算速度旋度：=∂∂-∂∂y u
x v
-2-(-2)=0,
计算速度散数 y v
x u
v ∂∂+∂∂=⋅∇=1-1=0，
说明流场是无旋流,不可压缩。
存在速度势ϕ(x,y)，则有： x ∂Φ
∂=2u x y =-,=Φ)(221
2x f yx x +-
y ∂Φ
∂=)('y f =2v x y =--,=)(y f C y +-221
,
上式中C 为常数。
则
速度势函数为 C y xy x +--=Φ2221
221
说明该流场是不可压缩平面流动，存在流函数),(y x ψ，则有 y ∂∂ψ
=2u x y =-,)(2x g y xy +-=ψ
y x v x g y x +=-=+=∂∂2)('ψ
,)('x g =x,g(x)=x 2+C
上式中C 为常数，则
流函数为 C x y xy ++-=22ψ。