流体力学2010A 2
流体力学课后习题答案第二章
第二章 流体静力学2-1 密闭容器测压管液面高于容器内液面h=1.8m,液体密度为850kg/m3, 求液面压强。
解：08509.8 1.814994Pa p gh ρ==⨯⨯=2-2 密闭水箱，压力表测得压强为4900Pa,压力表中心比A 点高0.4米，A 点在液面下1.5m ，液面压强。
解：0()490010009.8(0.4 1.5) 49009800 1.15880PaM B A p p g h h ρ=+-=+⨯⨯-=-⨯=-2-3 水箱形状如图，底部有4个支座。
试求底面上的总压力和四个支座的支座反力，并讨论总压力和支座反力不相等的原因。
解：底面上总压力（内力，与容器内的反作用力平衡）()10009.81333352.8KN P ghA ρ==⨯⨯+⨯⨯=支座反力支座反力（合外力）3312()10009.8(31)274.4KN G g V V ρ=+=⨯⨯+=2-4盛满水的容器顶口装有活塞A ，直径d=0.4m ，容器底直径D=1.0m ，高h=1.8m 。
如活塞上加力为2520N(包括活塞自重)。
求容器底的压强和总压力。
解：压强2252010009.8 1.837.7kPa (0.4)/4G p gh A ρπ=+=+⨯⨯= 总压力 237.71/429.6KN P p A π=⋅=⨯⋅=2-5多管水银测压计用来测水箱中的表面压强。
图中高程单位为m ，试求水面的绝对压强。
解：对1-1等压面02(3.0 1.4)(2.5 1.4)p g p g ρρ+-=+-汞对3-3等压面 2(2.5 1.2)(2.3 1.2)a p g p g ρρ+-=+-汞将两式相加后整理0(2.3 1.2)(2.5 1.4)(2.5 1.2)(3.0 1.4)264.8kPap g g g g ρρρρ=-+-----=汞汞绝对压强 0.0264.8+98=362.8kPa abs a p p p =+=2-6水管A 、B 两点高差h 1=0.2m ，U 形管压差计中水银液面高差h 2=0.2m 。
第116讲 流体力学(二)(2010年新版)
【 例 6-2-l 】如图 6-2-4 所示密封水箱，自由表面的绝对压强为 p 0 = 78. 4kPa ，水深 h 1 = 0.5m , h 2 = 2.5m 。
试求 A 、B 两点的绝对压强、相对压强和真空值（设当地大气压强为 98kPa ）。
【 解 】 利用 p = p 0＋ρgh 得 A 、 B 两点绝对压强A 、B 两点的相对压强为由式（ 6-2-5 ）得 A点的真空值为（三）位置水头，压强水头和测压管水头 由式（ 6-2-2 ）可得式中: z 为任一点在基准面以上的位置高度（基准面为任选的水平面） , P ／ρg 为测压管高度，又称压强水头，两者之和 ( z ＋pg)称为测压管水头 。
式（ 6-2-6 ）表明，静止液体中，各点测压管水头相等。
见图 6-2-564Re。
【 例 6-2-2 】 为了测量密度为 ρ 的流休中一点 A 的压强，利用图 6-2-6 所示 U 形测压计来量测，设测压计中工作流体的密度为ρ'，测得高度 h 1， h 2，求 p A 。
【解】 过ρ与ρ'两种液体的分界面 B 作水平面 BC 。
p B = pC【例 6-2-3】应用水银压差计来测定 AB 两点的压强差的装置如图 6-2-7 所示。
已知 z A 一 z B = △h ，并测得压差计读数 h 。
试求p A 一p B= ?【 解 】 过ρ与ρHg 两液体分界面 C 作水平面 CD. p C = pD应用静力学基本方程时，首先应找等压面，在重力作用下，等压面一定是水平面。
但不是由同种液体连通的水平面上的点，压强是不同的。
例如图 6-2-7 中的 E 与 F 点.【例 6 -2-4 】两种容重不同互不混合的液体，在同一容器中处于静止状态，一般是重的在下，轻的在上，两种液体之间形成分界面，试证明这种分界面既是水平面又是等压面。
【解】如图 6-2-8 所示，设分界面不是水平面而是倾斜面，如图中虚线所示。
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E
X
第二章 流体静力学
N、O亦分别为两个面的中心点。则两点坐标位置:
N点（x-dx/2，y，z）、O点（x+dx/2，y，z）
对以上两点压强,按泰勒级数展开,
(f (x) = f (x
) + f ′(x
)(x - x
f ′′(x ) )+ 0 (x
-x
)2
++R
(x))
忽略二阶及0二阶以0上无穷0 小：2!
而在直角坐标系中， gx gy 0 , gz -g
因此，而在直角坐标系中：X 0 , Y 0 , Z -g
2、表面力
第二章 流体静力学
作用在流体表面，且与作用的表面积大小成正
比的力。
粘性力
表面力
紊流力 非粘性压力
表面张力、附着力
不仅指作用于流体外表面，而且也包括作用于流体内部任一表面
分解
根据公式p=p0+ρgh
第二章 流体静力学
若液面上p0有所增减，p→ p0±△p0 则，液体中压强也有类似的增减，假设液体中增减为
p±△p，根据以上公式，
p±△p=p0±△p0+ρgh ∴ △p=△p0 (p=p0+ρgh)
—— Pascal’law
(4) 同一容器的静止流体中，所有各点测压 管水头均相等。
沿表面内法线方向的压力 沿表面切向的摩擦力
第二章 流体静力学
流体中取一流体微团，表面为△A，若作用在
表面上的力为△F，将△F分解沿法向分量
△P和切向方向分量△T。
p
ΔP ΔA
平均压强
△F △P
△T
τ
ΔT ΔA
平均切应力
《工程流体力学》真题
《工程流体力学》习题与真题（内部学习资料）《工程流体力学》试卷（答题时间120 分钟）班级姓名班级序号成绩一．名词解释(10分,每题2分)1.粘性。
2.流线。
3.流量。
4.速度环量。
5.边界层。
二．简答题（20分每题10分）1．简述定常不可压粘性流体有压管流中层流和紊流的基本规律。
2．画出无限空间自由淹没紊流射流结构图，并说明其几何、运动、动力特征。
三、选择与填空（30分）1．两平板相距0.1mm，中间充满了粘度为μ=0.00114Pa/s的流体，上平板相对下平板的运动速度为3.5m/s，则平板表面的切应力为Pa。
（3分）2．某点的计示压强是1.36米水柱，当地大气压是10米水柱，则该点处的绝对压强是KPa。
（3分）3．如图1所示不可压流动，d1/d2=3，则v2/v1= 。
（2分）图1 图24．某平面形心处的压强为25KPa，受压面积为6平方米，则作用在该平面上的压力为N。
（2分）5．水在管中流动，雷诺数为1890，则其流态为。
（1分）6．扰动在不可压流场中的传播速度是，在可压流场中的传播速度是。
（A．无穷大B．有限大）。
（1分）7．如图2所示，设H=3m，不计损失，则出口速度为m/s。
（2分）8．两水管的有压流动相似，d1/d2=3，则v2/v1= 。
（2分）9．如图3所示，图a是，图b是。
（A．无旋流 B．有旋流。
）（1分）图3 图4v＝，10．理想不可压流体作平面无旋流动，其流函数为kxy，则xy v ＝ 。
（2分） 11．如图4所示，流体分别在渐扩管和渐缩管中流动，则在 中易发生边界层的分离。
（A ．渐扩管 B ．渐缩管）。
（1分）12．某正激波前速度系数为2.3，则波后速度系数为 。
（1分） 13．如图5所示为小扰动在不同来流速度场的传播，则来流速度在图a 中 ，图b 。
（A ．Ma ＞1 B ．Ma ＜1 C ．Ma =1＝。
（1分）图5(a) 图5(b) 图614．设某管路的水力直径为4.8m ，则其水力半径为 m 。
(完整版)流体力学期末试题(答案)..
全国考研专业课高分资料中北大学《流体力学》期末题真题：目标院校目标专业历年考试真题，本项为赠送项，未公布的不送考研专业课高分资料》之期末题目录第四模块期末试题 (3)中北大学2013—2014学年第1学期期末考试 (3)流体力学考试试题（A） (3)流体力学考试试题（A）参考答案 (6)中北大学2012—2013学年第1学期期末考试 (8)流体力学考试试题（A） (8)流体力学考试试题（A）参考答案 (11)〈〈考研专业课高分资料》之期末题第四模块期末试题I I I I Ik:中北大学2013- 2014学年第1学期期末考试I I I I； 流体力学考试试题（A ）|>I I: 所有答案必须做在答案题纸上，做在试题纸上无效！单项选择题（本大题共 15小题，每小题1分，共15分）在每小题列岀的四个备选项中只有一个是符7•完全潜水井的产水量 Q 与（ ）C 含水层厚度H 成正比D 8理想流体的切应力 （）、影响半径 R 成正比A 、 0 B、dUC 、dy逬)2du D 、+dy©2A 、渗流系数k 成正比B 、井的半径r 0成正比 :号证考准:名姓合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。
错选、多选或未选均无分。
1.交通土建工程施工中的新拌建筑砂浆属于（ ）A 、牛顿流体B 、非牛顿流体C 、理想流体D 、无黏流体2•牛顿内摩擦定律-U 中的 -U 为运动流体的( )dy dyA 、拉伸变形B 、压缩变形C 、剪切变形D 、剪切变形速率3 •平衡流体的等压面方程为（)A、 f x f y f z 0B、f xf yf z 0C 、f x dx f y dy f z dz 0D 、f x dxf y dy f z dz 04 •金属测压计的读数为（ ）A 、绝对压强pB 、相对压强 pC 、真空压强 P vD 、当地大气压P a5 •水力最优梯形断面渠道的水力半径 R ( )A 、h/4B 、h/3 C、h/2 D、h6•圆柱形外管嘴的正常工作条件是（ )A 、1(3~4)d,H 0 9m B 、l (3~4)d,H 。
2010-6-15流体力学A 答案 热能081-32
（答案要注明各个要点的评分标准）一、名词解释 （本大题共10小题，每小题2，共20分）1． 流体：在任意小的切应力作用下都能产生变形的物质。
2． 质点导数：物质的物理量对时间的函数。
3． 量纲：物理量的性质。
4． 质量力：流体受到的力与其质量成正比，非接触力。
5． 牛顿流体：满足牛顿内摩擦定律的流体。
6． 动力相似：在几何相似的前提下，对应瞬时，对应点撒、上受到的力的大小成比例，方向相同。
7． 连续介质：认为流体是由流体微团连续的组成的。
8． 均匀流动；流场中各点处的物理量相同的流动。
9． 湍流：当流动雷诺数较大时，流动呈现明显的时随机脉动性，即湍流。
10． 滞止状态：当气体的宏观速度降低到零时的状态。
二、简答题（本大题共6小题，每小题5分，共30分）1． 从力学角度来看，固体和流体、液体和气体的主要区别是什么？ 答：在任意小的力作用下，都能变形的物质即流体，（2）流体与固体的区分在于流体的易流动性。
气体和液体的主要区别在与液体有自由表面。
（3）2． 粘性流体在静止时有没有剪应力？理想流体在运动时有没有剪应力？若流体静止时没有剪应力，那么它们是不是都没有粘性？答：粘性流体在静止时有剪应力, 理想流体在运动时没有剪应力, （3） 流体静止时没有剪应力，不是没有粘性. （2）3． 设u ≠0，说明 Du/Dt=0，∂u/∂t=0，(u •∇)u=0的物理意义。
答：Du/Dt=0表明流体x 方向上的加速度为零，（2）∂u/∂t=0表明流体的时变加速度为零，(u •∇)u=0表明x 方向上的位变加速度为零。
（3）4． 为了研究原型阀门的性能，在实验室里用模型阀门作实验。
设原型管道（阀门出入口）直径为d =2 m ，流量为Q =10 m 3/s ，模型管道直径为d m = 0.1m ，试求模型管道中流量Q m ?（水的性质相同）答： 根据雷诺相似：p pp p m mm mpmv d v d v d v d νν=⇒=，（2）2222344440.15 0.75/2p p p p m mm m mmm pm pp pv d Q d Q v d d d d d d d Q Q m sd ππππ======（3）5． 层流、紊流各有何特点？它的速度分布的规律如何？平均流速与最大流速的关系如何？答：层流是流动呈现分层，各层间没有相互干扰，湍流主要表现为随机脉动，（2）管道中的层流成抛物面分布，最大速度为平均速度的两倍，而管道中的湍流在管中心部分速度分布较为平坦，最大速度与平均速度间用经验公式表达。
流体力学课件 ppt
流体阻力计算
利用流体动力学方程，可以计算 流体在管道中流动时的阻力，为 管道设计提供依据。
管道优化设计
通过分析流体动力学方程，可以 对管道设计进行优化，提高流体 输送效率，减少能量损失。
流体动力学方程在流体机械中的应用
泵和压缩机性能分析
流体动力学方程用于分析泵和压缩机的性能 ，预测其流量、扬程、功率等参数，为机械 设计和优化提供依据。
适用于不可压缩的流体。
方程意义
描述了流体压强与密度、重力加速度和深度之间的 关系。
Part
03
流体动力学基础
流体运动的基本概念
01
02
03
流体
流体是气体和液体的总称 ，具有流动性和不可压缩 性。
流场
流场是指流体在其中运动 的区域，可以用空间坐标 和时间描述。
流线
流线是表示流体运动方向 的曲线，在同一时间内， 流线上各点的速度矢量相 等。
能量损失的形式
流体流动的能量损失可以分为沿程损失和局部损失两种形式。沿程损失是指流体在流动过程中克服摩擦阻力而损 失的能量，局部损失是指流体在通过管道或槽道的局部障碍物时损失的能量。
Part
05
流体动力学方程的应用
流体动力学方程在管道流动中的应用
稳态流动和非稳态
流动
流体动力学方程在管道流动中可 用于描述稳态流动和非稳态流动 ，包括流速、压力、密度等参数 的变化规律。
变化的流动。
流体动力学基本方程
1 2
质量守恒方程
表示流体质量随时间变化的规律，即质量守恒原 理。
动量守恒方程
表示流体动量随时间变化的规律，即牛顿第二定 律。
3
能量守恒方程
表示流体能量随时间变化的规律，即热力学第一 定律。
流体力学中的三大基本方程资料
d x 1 p fx dt x
同理可得y,z方向上的：
d x x x x x 1 p x y z fx dt t x y z x d y y y y y 1 p x y z fy dt t x y z y d z z z z z 1 p x y z fz dt t x y z z
⑶稳定流动时：所有流体物性参数均不随时间而变， 0 t
（x） （y） （z） 0 x y z div( ) 0
⑷二维平面流动： x
x
y y
0
2.理想流体的运动方程
3.4.1---欧拉运动微分方程
理论依据：是牛顿第二定律在流体力学上的具体应用，它建 立了理想流体的密度、速度、压力与外力之间的关系。 1775年由欧拉推出流体力学中心问题是流速问题，流体流速 与其所受到外力间的关系式即是运动方程。
dxdydz f
f x dxdydz
② 表面力： 理想流体，没有粘性，所以表面力只有压力 X方向上作用于垂直x轴方向两个面的压力分别为：
p dx pM p x 2
p dx pN p x 2
X方向上质点所受表面力合力： p （pM pN）dydz dxdydz x
流体力学中的分方程
理论依据：质量守恒定律在微元体中的应用 数学描述：
[单位时间流出的质量]-[单位时间流入的质量]+[单位时间 质量的累积or增量]=0
•公式推导： （1）单位时间内流入、流出微元体流体总质量变化
假定流体连续地 充满整个流场，从中 任取出以 o x，y，z 点为中心的微小六面 体空间作为控制体如 右图。控制体的边长 为dx，dy，dz，分别 平行于直角坐标轴x，
流体力学II教材讲解
流体力学II（Viscous Fluid and Gas Dynamics）讲义第一章、粘性不可压缩流体运动基本方程组（学时数：6）1-1．绪论流体力学是力学的一个重要分支，主要研究流体介质（液体、气体、等离子体）的特性、状态，在各种力的作用下发生的对流、扩散、旋涡、波动现象和质量、动量、能量传输，以及同化学、生物等其他运动形式之间的相互作用。
它既是一门经典学科，又是一门现代学科，对自然科学和工程技术具有先导作用。
历史上，力学包括流体力学，曾经经历基于直观实践经验的古代力学、基于严密数学理论的经典力学、基于物理洞察能力的近代力学三个阶段。
在人类早期的生产活动过程中，力学即与数学、天文学一起发展。
17世纪，Newton基于前人的天文观测和力学实验，发明了微积分，并总结出机械运动三大定律和万有引力定律，发表了著名的《自然哲学的数学原理》一书。
由于原理是普适自然与工程领域的规律，从而使力学成为自然科学的先导。
从17世纪开始，人们逐步建立了流体力学的基本理论体系，从Pascal定律、Newton粘性定律、Pitot 管测速，到Euler方程和Bernoulli方程，标志着流体动力学正式成为力学的一个分支学科。
18世纪，人们着重发展无粘流体的位势理论。
到了19世纪，为了解决工程实际问题，开始注重粘性的影响，Navier-Stokes方程的建立为流体力学的进一步发展奠定了完整的理论基础，但该方程解的存在性与光滑性的证明至今仍是一大难题。
20世纪初，Prandtl凭借出色的物理洞察能力，提出边界层理论，从而开创了流体力学的近代发展阶段，使力学成为人类实现“飞天”梦想的重要理论先导。
60年代以来，由于超级计算机、先进测试技术的发展和应用，力学进一步凸显宏微观结合和学科交叉的特征，进入现代力学发展新阶段。
刚刚过去的2011年，人类遭遇了一系列极端事件：日本海底地震导致海啸和福岛核电站泄露事故；澳大利亚飓风；我国干旱洪水灾害等异常气候问题。
流体力学2010
A) stream tube B) control volumeC)streamline
5、Waterhammer(水锤,水击) may occur in a closed conduit flowing full when there is either aretardationor acceleration of the flow.is not method of reducing waterhammer.
2、A20 cminner diametersteel pipe has a2mmwall thicknessin a hydraulic system, so, a80 cminner diametersteel pipe has ammwall thicknessin the same pressure.(the same material of pipes)
流体力学2010流体力学流体力流体力学
一、Close.(每题2分，10分)
1、An ideal fluid is non-viscous and.
A)compressible B)density variable C) incompressible
2、The viscosity of a gas increases with temperature, but the viscosity of a liquid
2010-2011学年第2学期流体力学试卷-B卷-0620(答案及评分标准)
南京信息工程大学 试卷参考答案及评分标准2010－2011学年 第 2 学期 流体力学 课程试卷( B 卷)本试卷共 2 页；考试时间 120 分钟；任课教师 ；出卷时间 2011 年 6 月系 专业 班学号 姓名 得分一、填空题(每空格2分，共20分)1、根据柯西-亥姆霍兹速度分解定理0()()R D V M V M V V =++，流点的速度可以分解为平移 速度、 旋转线 速度和 形变线 速度。
2、水的动力粘性系数随温度升高是 减少 （增大、不变或减少），空气的动力粘性系数随温度升高是 增大 （增大、不变或减少）。
3、已知流体的速度场为,,0u kx v ky w ===，则其涡度等于 0 ，其散度等于 2k 。
4、0yx p >表示 y 轴正方向的流体对 y 轴负方向流体所施应力沿 x 坐标轴的分量为正。
二、单项选择题(每小题3分，共18分)1、有关流体粘性的说法错误的是：（ D ）（A ）是指流体抗切变性或阻碍流体相对运动的特性；（B ）流体的粘性是由于分子的不规则运动产生的不同流体层之间的宏观动量交换；（C ）流体的粘性会使得快慢流体层的流动趋于均匀而无相对流动或切形变；（D ）流体的粘性是流体所固有的一种物理属性，因此，流体的粘性总是对流体运动产生影响。
2、已知流速度场为流体运动的速度场为t y v t x u +-=+=,，则流体运动的加速度为：（ C ） （A ）j i +； （B ）j t y i t x )()(-++； （C ）j t y i t x )1()1(-++++； （D ）j y i x )1()1(-++3、有关流体势函数的表述，正确的是：（ D ）（A ）对于无辐散流动，其速度矢可以用某函数的梯度来表示，而此函数即为速度势函数；（B ）有势流动的流速矢与等位势面相平行；（C ）流体为有势流动时，速度大小与位势梯度成反比；（D ）对于有势流动，等位势面紧密处，相应的流速大；等位势面稀疏处，相应的流速小。
流体力学第二章参考答案
第二章 流体静力学2-1 将盛有液体的U 形小玻璃管装在作水平加速运动的汽车上(如图示)，已知L ＝30 cm ，h ＝5cm ，试求汽车的加速度a 。
解：将坐标原点放在U 形玻璃管底部的中心。
Z 轴垂直向上，x 轴与加速度的方向一致，则玻璃管装在作水平运动的汽车上时，单位质量液体的质量力和液体的加速度分量分别为0,0,,0,0x y z x y z g g g ga a a a ===-===代入压力全微分公式得d (d d )p a x g z ρ=-+因为自由液面是等压面，即d 0p =，所以自由液面的微分式为d d a x g z =- 积分的：a z x c g=-+，斜率为a g -，即a g h L = 解得21.63m/s 6g a g h L ===2-2 一封闭水箱如图示，金属测压计测得的压强值为p ＝4.9kPa(相对压强)，测压计中心比A 点高z ＝0.5m ，而A 点在液面以下h ＝1.5m 。
求液面的绝对压强和相对压强。
解：由0p gh p gz ρρ+=+得相对压强为30() 4.91010009.81 4.9kPa p p g z h ρ=+-=⨯-⨯⨯=-绝对压强0( 4.998)kPa=93.1kPa abs a p p p =+=-+2-3 在装满水的锥台形容器盖上，加一力F ＝4kN 。
容器的尺寸如图示，D ＝2m ，d ＝l m ，h ＝2m 。
试求(1)A 、B 、A ’、B ’各点的相对压强；(2)容器底面上的总压力。
解：(1)02 5.06kPa 4F F p D A π===,由0p p gh ρ=+得：0 5.06kPa A B p p p ===''0 5.06kPa+10009.82Pa 24.7kPa A B p p p gh ρ==+=⨯⨯=(2) 容器底面上的总压力为2'24.7kPa 77.6kN 4A D P p A π==⨯= 2-4 一封闭容器水面的绝对压强p 0＝85kPa ，中间玻璃管两端开口，当既无空气通过玻璃管进入容器、又无水进人玻璃管时，试求玻璃管应该伸入水面下的深度h 。
2010 流体力学 第八章 1-2节
dimµ = L−1T −1M 动力粘性系数
13
α =0, β ≠ 0,γ ≠ 0
α ≠0, β ≠0,γ ≠0
dim ν = L2 T − 1 运动粘性系数
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同济大学航空航天与力学学院
第一节 因次分析-白金汉π理论 因次分析-白金汉π
上海地面交通工具风洞中心 ——我国第一座汽车专用风洞 我国第一座汽车专用风洞
01:25:44
同济大学航空航天与力学学院
6
第五章 因次分析和模型试验
1 因次分析法是用于寻求一定物理过程中， 相关物理量之间规律性联系的一种方法。 它对于正确地分析、科学地表达物理过程 是十分有益的。 是十分有益的。 两个规模不同的流动相似是流体力学试验 时必须面对的问题。 时必须面对的问题。 本章在因次分析法的基础上探讨流动的相似理 对流体力学试验研究有重要的指导意义。 论，对流体力学试验研究有重要的指导意义。
3、用 n – m 个无量纲写出准则方程
F(π1,π2 ,...,πn−m ) = 0
4、 求
(2)
πi
π1 = q q q q
⋅⋅⋅⋅⋅⋅
a1 b1 c1 4 1 2 3 a2 b2 c2 5 1 2 3
π2 = q q q q
(3)
an−3 bn−3 cn−3 n 1 2 3
23
πn−3 = q q q q
f (q1, q2 ,..., qn ) = 0
F(π1,π2 ,...,πn−m ) = 0
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第一节 因次分析-白金汉π理论 因次分析-白金汉π
流体力学课程
流体力学课程一、引言流体力学是研究流体的运动规律和宏观性质的学科，广泛应用于航空航天、海洋工程、化工、能源等领域。
本文将介绍流体力学课程的内容和教学方法。
二、课程内容1. 流体静力学流体静力学研究静止的液体或气体。
本部分主要涉及压强、密度、浮力等基本概念，以及流体静压力定理、大气压强等内容。
2. 流体动力学基础流体动力学研究运动的液体或气体。
本部分主要包括质量守恒定律、动量守恒定律和能量守恒定律，以及伯努利方程等内容。
3. 流场描述与运动描述流场描述是指通过数学模型来描述流场中各点的物理量变化情况；运动描述则是指通过实验或计算来描述流场中各点物理量随时间变化的规律。
本部分主要介绍欧拉法和拉格朗日法两种不同的描述方法。
4. 动量方程与应用动量方程是研究流场中物质运动规律的基本方程。
本部分主要介绍动量方程的推导和应用，包括流量计算、管道流动、水力跳跃等内容。
5. 粘性流体力学粘性流体力学是研究粘性流体的运动规律和宏观性质的学科。
本部分主要介绍牛顿黏度定律、雷诺数等基本概念，以及涡度、湍流等内容。
6. 边界层理论边界层是指在固体表面附近，由于粘性效应而形成的一层薄膜。
边界层理论研究边界层中的物理量变化规律。
本部分主要介绍边界层概念、边界层厚度计算方法等内容。
三、教学方法1. 理论讲解通过课堂讲解，向学生传授基础知识和理论知识，帮助学生建立起完整的知识框架。
2. 实验教学通过实验教学，让学生亲身感受流体力学现象，并加深对理论知识的理解和记忆。
3. 计算机模拟通过计算机模拟，让学生了解流体力学的数值计算方法，提高学生的计算机应用能力。
4. 课程设计通过课程设计，让学生在实践中掌握流体力学的基本理论和方法，提高学生的创新能力和实际操作能力。
四、总结流体力学是一门重要的工程科学，对于航空航天、海洋工程、化工、能源等领域具有重要意义。
通过本文的介绍，我们可以了解到流体力学课程的内容和教学方法，希望对广大读者有所帮助。
工程流体力学(第二版)习题答案2010
此速度场满足连续方程
(2)
为有旋流动
(3)
流函数为 +c
(4)因该流场有旋，则不存在势函数。
(5)将 ， 代入流线微分方程得
，即
积分上式得
流线方程为 即 （ 均为常数）
，其中
代入相关数据得：
当
代入整理得:
(2)搅拌槽中盐含量为
解得：
搅拌槽中溶液的盐含量达到200kg时所需的时间为36.6min。
4-2解：设射流的质量流量和体积流量分别为 ，流速为v。
由 ，
4-3 证明：设水平向右为正方向
（2）叶片以速度 运动，即相对速度减小
此时，
4-4 证明：由质量守恒知，
①
由质量守恒方程：
第一章流体的力学性质
1-1解：既然油膜内速度为线性分布，则速度满足下列等式：
由牛顿剪切定律可得滑块表面处流体所受切应力为：
Pa
则滑块所受切应力与 大小相等，方向相反，而滑块所受摩擦力为 ，设达到平衡时，滑块速度为 ，由平衡得：
所以：
1-2解：因润滑油膜内速度为线性分布，轴转速为U，轴承则一直处于静止状态。
由牛顿剪切定律可得，轴表面处在转速为U时，流体所受的剪切力为：
由功率消耗公式得，消耗的功率为：
W
1-3解：由公式 得：
m
所以：高度差d=-h=11.81mm
1-4
解：对液面上任一点A，设液面内侧压力为 ，外侧压力为 ，由拉普拉斯表面张力公式，得：
（1）（R为液面所在圆的半径，趋于∞）
由已知得：
（2）
又因为： （3）
由（1）、（2）、（3）三式联立，得：
（4）
其特征方程为：
昆明理工大学流体力学2010真题
昆明理工大学2010年硕士研究生招生入学考试试题(A卷)考试科目代码：832 考试科目名称：流体力学试题适用招生专业：市政工程，供热、供燃气、通风及空调工程考生答题须知1．所有题目（包括填空、选择、图表等类型题目）答题答案必须做在考点发给的答题纸上，做在本试题册上无效。
请考生务必在答题纸上写清题号。
2．评卷时不评阅本试题册，答题如有做在本试题册上而影响成绩的，后果由考生自己负责。
3．答题时一律使用蓝、黑色墨水笔或圆珠笔作答（画图可用铅笔），用其它笔答题不给分。
4．答题时不准使用涂改液等具有明显标记的涂改用品。
一、是非题（每小题1分，共10分。
正确的打√，错误的打×）1、在连续介质假设的条件下，流体中各种物理量的变化是连续的。
2、液体与气体的主要区别在于液体不能压缩，而气体易于压缩。
3、串联长管道各管段的水头损失可能相等，也可能不相等。
4、水力粗糙壁面是表示比较粗糙、能量损失较大的壁面。
5、测压管水头线总是沿程下降的。
6、理想流体就是不考虑粘滞性的实际不存在的理想化的流体。
7、流体总是从压强大的地方向压强小的地方流动。
8、渐变流过流断面上各点的测压管水头都相同。
9、牛顿内摩擦定律适用于所有的流体。
10、在作用水头相同的条件下，孔口的流量系数比等直径的管嘴流量系数大。
二、填空题（每空2分，共30分）1、使用金属压力表测得的压强值是（）压强值。
2、只受重力作用，静止液体中的等压面是（）。
3、重力相似准则是指模型与原型的（）相同，按重力相似准则设计的模型中，几何比尺为64，则流速比尺为（）。
4、若某盛水密闭容器内液面的绝对压强为58.8kPa，则水面下4米处的相对压强为（）kPa 。
5、一般来说，有压管流的能量损失分为（）和（）两类。
6、紊流时粘性底层厚度随雷诺数的增加而（）。
7、气体的粘滞性会随着温度的升高而（）。
8、潜体所受浮力的大小与其所在液体的（）成正比。
9、雷诺数是（）力和（）力的对比关系。
流体力学公式及分析
流体力学1. 密度ρ: 单位体积流体所具有的质量。
SI 单位：kg/m3a) 液体密度：主要影响因素为温度和压力。
i.压力的影响较小，通常可忽略。
ii.温度升高，密度减小。
b) 气体密度：在工程中，低压、高温下的真实气体可近视为理想气体。
i. 气体密度随温度、压力的变化有明显的改变。
ii.压力升高，密度增大；温度升高，密度减小。
2. 压强p ：流体垂直作用在单位面积上的力。
SI 单位：Pa 或N/m 2a) 1atm ＝101.3kPa ＝760mmHg ＝10.33mH 2O ＝1.033at ＝ 1.033kgf/cm 21bar ＝105Pab) 表压＝绝压－大气压 真空度＝大气压－绝压★当压力用表压或真空度表示时，需注明。
例如：20kPa （表压）3. 流体静力学基本方程式：a) 等压面概念：在静止、连续的同一种流体内部，处在同一水平面上的各点的压力均相等。
（即静压强仅与垂直高度有关，而与水平位置无关。
）Vm＝ρRTpM V m =＝ρAFp ＝ghP P ρ+=0b) 传递定律：同一种流体内部，如果一点的压力发生变化，则其他各点的压力将发生同样大小和方向的变化。
c)可以改写成 即液柱高度可以用来表示静压强大小，但须注明是何种液体。
在静止、连续的同一种流体内部，任一截面的压力仅与其所处的深度有关，而与底面积无关 。
d) 方程是以不可压缩流体推导出来的，对于可压缩性的气体，只适用于压强变化不大的情况。
（±20%）4. 流量：单位时间内流过管道任一截面的流体量。
a) 体积流量:流量用体积来计量，一般用Q 表示；SI 单位：m 3/s b) 质量流量:流量用质量来计量，用W S 表示； SI 单位：kg/sc)5. 流速：单位时间内流体在流动方向上流过的距离，称为平均流速。
以u 表示，SI 单位：m/s 。
质量流速：单位时间内流体流过管道单位面积的质量流量，SI 单位：kg/(m 2.S)。
流体力学__第二章习题解答
流体⼒学__第⼆章习题解答第2章流体静⼒学2.1 ⼤⽓压计的读数为100.66kPa(755mmHg)，⽔⾯以下7.6m 深处的绝对压⼒为多少？知：a a KP P 66.100= 3/1000m kg =⽔ρ m h 6.7= 求：⽔下h 处绝对压⼒ P解：aa KP ghP P 1756.71000807.96.100=??+=+=ρ 2.2 烟囱⾼H=20m ，烟⽓温度t s =300℃，压⼒为p s ，确定引起⽕炉中烟⽓⾃动流通的压⼒差。
烟⽓的密度可按下式计算：p=（1.25-0.0027t s ）kg/m 3，空⽓ρ=1.29kg/m 3。
解：把t 300s C =?代⼊3s (1.250.0027)/s t kg m ρ=-得3s (1.250.0027)/s t kg m ρ=-33(1.250.0027300)/0.44/kg m kg m=-?=压⼒差s =-p ρρ?a （）gH ，把31.29/a k g m ρ=，30.44/s kg m ρ=，9.8/g N kg =，20H m =分别代⼊上式可得s =-20p Paρρa （）gH=(1.29-0.44)9.8166.6Pa =2.3 已知⼤⽓压⼒为98.1kN/m 2。
求以⽔柱⾼度表⽰时：（1）绝对压⼒为117.2kN/m 2时的相对压⼒；（2）绝对压⼒为68.5kN/m 2时的真空值各为多少？解：（1）相对压⼒：p a =p-p ⼤⽓=117.72-98.1=19.62KN/2m以⽔柱⾼度来表⽰：h= p a/ g ρ=19.62* 310 /（9.807* 310）=2.0m（2）真空值：2v a p =p p=98.168.5=29.6/m KN -- 以⽔柱⾼度来表⽰：h= p a/g ρ=29.6* 310 /（9.807* 310）=3.0m2.4 如图所⽰的密封容器中盛有⽔和⽔银，若A 点的绝对压⼒为300kPa ，表⾯的空⽓压⼒为180kPa ，则⽔⾼度为多少？压⼒表B 的读数是多少？解：⽔的密度1000 kg/m 3，⽔银密度13600 kg/m 3A 点的绝对压⼒为：)8.0(20g gh p p Hg o h A ρρ++=300?310=180?310+1000?9.8 h+13600?9.8?0.8 求得：h=1.36m压⼒表B 的读数p (300101)199g a p p KPa KPa =-=-=2.5 如图所⽰，在盛有油和⽔的圆柱形容器的盖上加载F=5788N 已知h 1=50cm ，h 2=30cm ，d=0.4cm ，油密度ρ油=800kg/m 3⽔银密度ρHg =13600kg/m 3，求U 型管中⽔银柱的⾼度差H 。
2010-2011学年第2学期流体力学试卷-A卷(0620)答案及评分标准
南京信息工程大学 试卷参考答案及评分标准2010－2011学年 第 2 学期 流体力学 课程试卷( A 卷)本试卷共 3 页；考试时间 120 分钟；任课教师 ；出卷时间 2011 年 6 月系专业班学号姓名得分一、填空题(每空格1分，共20分)1、流体的物理性质主要表现为 流动性 、 黏性 和 压缩性。
2、表述流动的方法有 拉格朗日方法 和 欧拉方法 两种，前者着眼于流点 ，后者着眼于 空间点 。
3、表达式中，称为 个别变化，称为 局地变化 ，称为 平流变化。
4、质点的振动方向与波的传播方向相同的波称为 纵波 ；质点的振动方向与波的传播方向垂直的波称为 横波 。
5、在无旋运动中流速场与速度势函数的关系为，则表明流速矢量与等位势面 垂直 （平行或者垂直），由 高 位势面流向 低 位势面，等位势面紧密处，相应的流速 大 ；等位势面稀疏处，相应的流速 小 。
6、已知流体的速度场为，则其涡度等于 ，其散度等于 0，形变率分量 0 。
二、单项选择题(每小题3分，共18分)1、有关流点的说法正确的是：（ B ）（A）可以不考虑形状和大小的流体微团；（B）统计平均可以反映稳定的宏观值的大量流体分子所组成的流体微团称为流体质点；（C）流体质点的线尺度小于分子运动的线尺度；（D）流体质点的线尺度大于流体运动的线尺度。
2、已知流体运动的速度场为，则流体运动的局地加速度为：（ A ）（A）； （B）；（C）； （D）3、旋转流体与非旋转流体的本质区别在于：（ D ）（A）压力梯度力；（B）粘性力；（C）万有引力；（D）偏向力4、理想不可压流体，所受质量力仅为重力的情况下作定常运动时，其中一流管如图所示，此时图中A、B两点的流速V A、V B及压力P A、P B间的关系满足：（ C ）Z（A）V A=V B；P A=P B（B）V A>V B；P A=P B（C）V A>V B；P A<P B A B（D）V A<V B；P A>P B5、有关质量力、表面力的概念，错误的是：（ C ）（A）质量力又称体力，是指作用于所有流体质点的力；（B）表面力是指流体内部之间或者流体与其他物体之间的接触面上所受到的相互作用力；（C）作用于流体的表面力，只是时间点和空间点的函数，与受力面元的取向无关；（D）表面力也是一种分布力，它分布在相互接触的界面。
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A．标准大气压 B．当地大气压 C．真空压强 D．工程大气压
13、静止流体中任意一点的压强与 无关。
A．点的位置 B．作用面的方向 C．流体的种类 D．重力加速度
14、密度ρ、动力黏度μ、管径d和断面平均流速v的无量纲组合为 。
A． B． C． D．
15、关于水流流向的正确说法是 。
A．水一定是从高出往低处流
二、填空题（每空2分，共20分） 1、 体积 2、 减小 、 增大 3、 绝对静止 、 相对静止 4、 等压 、 等密 5、 水静力学 6、 a/4 、 a
三、单项选择题（每题2分，共30分）
1、C 2、B 3、A 4、D 5、A 6、B 7、B 8、C 9、C 10、C 11、C 12、A 13、A 14、B 15、D
B．相对压强
C．绝对压强加当地大气压强 D．相对压强加当地大气压强。
8、层流断面流速分布规律符合 。
A．对数分布 B．直线分布 C．抛物线分布 D．椭圆分布
9、动力粘度μ和运动粘度ν的量纲是 。
A．LMT和LT-1 B．Pa·s和m2/s C．L-1MT-1和L2T-1 D．N/m·s和m/s
10、明渠均匀流只可能在 中产生。
题1图 2、某处设置安全闸门如图所示，闸门宽b=0.6m，高h1=1m，铰接装置 于距离底h2=0.4m，闸门可绕A点转动，求闸门自动打开的水深h为多少 米?（15分）
题2图 3、有一水平喷嘴，如图所示，D1=200mm和D2=100mm，喷嘴进口水的 绝对压强为345KPa，出口为大气，pa=103.4KPa，出口水速为22m/s。求 固定喷嘴法兰螺栓上所受的力为多少？假定为不可压缩定常流动，忽略 摩擦损失。（15分）
题2图
3、已知：一闸门如图，h1＝2m，h2＝3m，h3＝5m，闸门宽B＝2m，γ1 ＝9806 N/m3，γ2＝12000N/m3，γ3＝46000 N/m3。求作用在AB板上的合 力，以及作用在B点的合力矩。（15分）
题3图
一、判断题（每题1分，共10分） 1、× 2、× 3、× 4、√ 5、× 6、× 7、√ 8、× 9、√ 10、×
B．水一定是从流速大处往流速小处流
C．水一定是从压强大处往压强小处流
D．水一定是从机械能大处往机械能小处流
四、计算题（共40分）
1、如图所示，闭容器内盛有油和水，油层厚h1=40cm，油的密度 ρ0=850kg/m3，盛有水银的U形测压管的液面距水面的深度h2=60cm，水 银柱的高度低于油面h=50cm，水银的密度ρHg=13600 kg/m3，试求油面 上的计示压强（10分）。
A．天然河道
B．平坡棱柱形长直渠道
C．顺坡棱柱形长直渠道 D．逆坡棱柱形长直渠道
11、在应用伯努利方程推导孔口及管嘴出流公式时，主要的特点是
。
A．可以忽略出口的局部阻力 B．可以忽略出口的流速水头
C．可以忽略沿程损失 D．可以忽略作用水头
12、并联管道各并联管段的 。
A．水头损失相等 B．水力坡度相等
10、如图所示，有两个长度和断面尺寸相同的支管并联，如果在支管2
中加一个调节阀，则水头损失 。
1 2
调节阀
A．hw1> hw2 B．hw 1< hw 2 C．hw 1= hw 2 11、水力最优断面 是指的渠道断面。
D． hw 1= hj阀
A．造价最低
B．糙率最低
C．qv、i、n一定时，过流面积A最大 D．A、i、n一定时，通过流量 qv最大 12、相对压强是指该点的绝对气压与__ _ 的差值。
7、圆管湍流的断面流速分布为 。
A．线形 B．抛物线 C．正弦 D．对数
8、局部水头损失产生的原因是 。
A．边界层分离产生的漩涡耗散了流体的能量 B．壁面存在粘性切
应力
C．局部区域的流速很大，耗散了流体的能量 D．局部流速分布很
均匀
9、当虹吸管内流体流动时，虹吸管最高处压强 。
A．大于大气压 B．小于大气压 C．等于大气压 D．不确定
2分 2分
2分 2分 3、已知：一闸门如图，h1＝2m，h2＝3m，h3＝5m，闸门宽B＝2m，γ1
＝9806 N/m3，γ2＝12000N/m3，γ3＝46000 N/m3。求作用在AB板上的合 力，以及作用在B点的合力矩。（15分）
解：
2分
2分
2分
其中
2分
2分
4分
即作用在AB板上的合力为88.5KN，作用在B点的合力矩为
2分
2、为测定90º弯头的局部阻力系数，在A、B两断面接测压管，流体由A 流至B。管径d＝50mm，AB段长度LAB＝0.8m，流量qv=15 m3/h，沿程 阻力系数λ＝0.0285，两测压管中的水柱高度差Δh＝20mm，求弯头参 的局部阻力系数ξ。（15分） 解： 2分 对A、B列能量方程：
3分 2分
（）
7、如果两流动现象动力相似，那么它们的Eu相等。
（
）
8、均匀流中只考虑沿程水头损失，渐变流中只考虑局部水头损失。
（）
9、相对压强、绝对压强和大气压之间的关系：p= p´－pa。 （）
10、在有压管中发生的水击现象，直接水击是不可避免的。
（）
二、填空题（每空2分，共20分）
1、液体不能保持固定的形状，但能保持固定的 。 2、液体黏度随温度的升高而__ ，气体黏度随温度的升高而__ __。 3、流体静力学所指的静止包括 和 两种。 4、水平面不仅是 面，而且还是 面。 5、均匀流过流断面上压强分布服从于 规律。
A．重力、惯性力 B．压力、黏滞力
C．压力、表面张力 D．重力、压力
4、在恒定流中，流线与迹线在几何上 。
A．相交 B．正交 C．平行 D．重合
5、毕托管是测量 的仪器。
A．点流速 B．点压强 C．断面平均流速 D．流量
6、流速水头的表达式为 。
A． B． C． D．
7、金属压力表的读数是 。
A．绝对压强
1、流体是在任何微小的
的作用下都能够发生
的物质。
2、当压力体与液体在
时为实压力体，否则为虚压力
体。
3、在工程流体力学中，描述流体运动的常用方法有__
和__ __。
4、简单管路是指
和
沿程不发生变化的管路
系统。
5、局部阻力系数与
、
、
有关。
三、单项选择题（每题2分，共30分）
1、不可压缩流体指忽略 的流体。
四、计算题（共40分）
1、如图所示盛水U形管，静止时，两支管水面距离管口均为h，当U形
管绕OZ轴以等角速度ω旋转时，求保持液体不溢出管口的最大角速度
ωmax。（10分）
解：由液体质量守恒知，Ⅰ管液体上升高度与Ⅱ液体下降高度应相等，
且两者液面在同一等压面上，满足等压面方程：
3分
液体不溢出，要求：
2分
以r1=a，r2=b分别代入等压面方程得： 3分
A、 B、 C、 D、
9、动力粘度的量纲是（ ）
A、 B、； C、； D、
10、在相同水头H0的作用下，管嘴出流量Q1与同样断面面积的孔口出流
量Q2的关系为（ ） A、 B、 C、 D、
三、判断题（每题1分，共10分） 1、当静止液体受到表面压强作用后，将毫不改变地传递到液体内部各 点。( ) 2、恒定流时，流线簇的形状不随时间变化，但流线不一定与迹线相重 合。( ) 3、渐变流过流断面上动水压强的分布规律可近似地看作与静水压强分 布规律相同。( ) 4、流线是光滑的曲线，不能是折线，流线之间可以相交。( ) 5、在水流过水断面面积相等的前提下，湿周愈大，水力半径愈小。( ) 6、堰流的出流过程的能量损失主要是沿程损失。( ) 7、曲面附面层分离发生在断面逐渐扩大而压强沿程增加的区段内，即 增压减速区。( ) 8、明渠水流一般属于湍流粗糙区。( ) 9、欧拉数是惯性力和弹性力的比值。( ) 10、流体微团运动的基本形式有平移运动和变形运动。( )
（）
6、不管是层流还是紊流，其运动要素在时间和空间上都具有脉动性。
（）
7、恒定流时，流线的形状不随时间变化，流线不一定与迹线相重合。
（）
8、圆形管的直径就是其水力半径。
（）
9、几何相似是运动相似和动力相似的前提与依据。
（
）
10、仅由液体产生作用在水平平面上的总压力与容器的形状无关。
（）
二、填空题（每空2分，共20分）
C．理想流体的切应力为零 D．实际流体的法向应力为零
四、计算题（共40分）
1、如图所示盛水U形管，静止时，两支管水面距离管口均为h，当U形 管绕OZ轴以等角速度ω旋转时，求保持液体不溢出管口的最大角速度 ωmax。（10分）
题1图 2、为测定90º弯头的局部阻力系数，在A、B两断面接测压管，流体由A 流至B。管径d＝50mm，AB段长度LAB＝0.8m，流量qv=15 m3/h，沿程 阻力系数λ＝0.0285，两测压管中的水柱高度差Δh＝20mm，求弯头的局 部阻力系数ξ。（15分）
一、判断题（每题1分，共10分）
1、恒定流是指运动要素不随时间和空间变化的流动。
（
）
2、流体静压强的方向沿着作用面的外法线方向。
（
）
3、流体在做剪切流动时，内摩擦力T的大小与流体的压力大小有关。
（）
4、流线一般不能相交，且只能是一条光滑的曲线。
（
）
5、静水内任意一点的静水压强均相等。
（）
6、绝对压强可正可负，而相对压强和真空压强恒为正值。
6、边长为a的正方形管道，其水力半径R等于_ _ ，当量直径de等于_ _。
三、单项选择题（每题2分，共30分）
1、理想流体是指忽略 的流体。
A．密度 B．密度变化 C．粘度 D．粘度变化