工程流体力学A卷及答案

工程流体力学 A 卷一、单项选择题（本大题共15小题，每小题1分，共15分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，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y u d d μτ=中的yu d d 为运动流体的（ ） A 、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 、0=--z y x f f fB 、0=++z y x f f fC 、0d d d =--z f y f x f z y xD 、0d d d =++z f y f x f z y x4．金属测压计的读数为（ ）A 、绝对压强p 'B 、相对压强pC 、真空压强v pD 、当地大气压a p5．水力最优梯形断面渠道的水力半径=R （ ）A 、4/hB 、3/hC 、2/hD 、h6．圆柱形外管嘴的正常工作条件是（ ）A 、m 9,)4~3(0>=H d lB 、m 9,)4~3(0<=H d lC 、m 9,)4~3(0>>H d lD 、m 9,)4~3(0<<H d l7．完全潜水井的产水量Q 与（ ）A 、渗流系数k 成正比B 、井的半径0r 成正比C 、含水层厚度H 成正比D 、影响半径R 成正比8．理想流体的切应力=τ（ ）。

A 、 0B 、 y u d d μC 、 22)d d (y u l ρD 、yu d d μ+22)d d (y u l ρ 9．在工程流体力学中，常取的基本量纲为（ ）A 、质量量纲M 、长度量纲L 、时间量纲TB 、流量量纲Q 、长度量纲L 、时间量纲TC 、压强量纲P 、长度量纲L 、时间量纲TD 、压力量纲P 、长度量纲L 、温度量纲T10．静止液体作用在曲面上的静水总压力的水平分力x c x c x A gh A p P ρ==，式中的（ ）A 、c p 为受压面形心处的绝对压强B 、c p 为压力中心处的相对压强C 、x A 为受压曲面的面积D 、x A 为受压曲面在铅垂面上的投影面积11．圆管紊流运动的断面流速分布为（ ）A 、平面B 、抛物面C 、双曲面D 、对数曲面12．从本质上讲，紊流应属于（ ）A 、恒定流B 、非恒定流C 、均匀流D 、恒定非均匀流13．工程流体力学中描述流体运动的方法一般采用（ ）A 、欧拉法B 、普兰特法C 、拉格朗日法D 、尼古拉兹法14．已知不可压缩流体的流速场为0),(),,(===z y x u x f u z y f u ，则该流动属于（ ）A 、一元流B 、二元流C 、三元流D 、非恒定流15．理想流体是指（ ）A 、忽略密度变化的流体B 、忽略温度变化的流体C 、忽略黏性变化的流体D 、忽略黏性的流体二、多项选择题（本大题共5小题，每小题2分，共10分）在每小题列出的五个备选项中至少有两个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。

错选、多选、少选或未选均无分。

16．1个工程大气压=（ ）A 、kPa 98B 、O m H 102C 、2kgf/cm 0.1 D 、mmHg 760 E 、kPa 3.10117．下列关于长管水力计算的说法中，正确的有（ ）A 、串联管路的总水头损失等于各支路的水头损失之和B 、串联管路的总流量等于各支路的流量之和C 、并联管路两节点间的总水头损失等于各支路的水头损失D 、并联管路各支路的水头损失相等E 、并联管路两节点间的总流量等于各支路的流量之和18．下列关于压力体的说法中，正确的有（ ）A 、当压力体和液体在曲面的同侧时，为实压力体，↓z PB 、当压力体和液体在曲面的同侧时，为虚压力体，↑z PC 、当压力体和液体在曲面的异侧时，为实压力体，↓z PD 、当压力体和液体在曲面的异侧时，为虚压力体，↑z PE 、当压力体和液体在曲面的异侧时，为虚压力体，→z P19．水在土壤中存在的形式主要有（ ）A 、气态水B 、重力水C 、毛细水D 、薄膜水E 、吸附水20．下列关于水流流向的说法中，不正确的有（ ）。

A 、水一定是从高处向低处流B 、水一定是从流速大处向流速小处流C 、水一定是从压强大处向压强小处流D 、水一定是从测压管水头高处向测压管水头低处流E 、水一定是从机械能大处向机械能小处流三、判断改错题（本大题共5小题，每小题3分，共15分）判断正误，将正确的划上“√”，错误的划上“×”，并改正错误。

21．流体的黏性随着温度的增加而减小。

（ ）22．流线一般不能相交，且只能是一条光滑曲线。

（ ）23．明渠均匀流的渠底坡度、水面线坡度和总水头线坡度恒相等。

（ ）24．均匀流是指运动要素不随时间变化的流动。

（ ）25．在工程流体力学中，单位质量力是指作用在单位重量流体上的质量力。

（ ）四、简答题（10分）26．简述平衡流体中的应力特征。

五、计算题（本大题共5小题，每小题10分，共50分）27．已知并联管路两支路的比阻之比1/21=S S ，管长之比2/21=l l ，则其相应的流量之比21/Q Q 。

28．已知某高层建筑在风速为8m/s 时，其迎风面和背风面测点的压强分别为40N/m 2和-20N/m 2，试求当风速为16m/s 时，迎风面和背风面相应测点的压强。

29. 试设计一矩形断面小桥孔径B 。

已知设计流量/s m 303=Q ，桥下游水深m 1.1=h ，桥下铺砌的允许流速 3.5m/s v '=，桥前允许壅水水深m 5.1='H ，选定小桥进口形式后知90.0,85.0===ϕψε，取动能修正系数 1.0α=。

30. 试设计一长直梯形断面运河的底宽b 和底坡i 。

已知流量/s m 303=Q ，边坡系数5.1=m ，糙率系数025.0=n ，由于航运，要求流速m/s 8.0=v ，水深m 0.2=h 。

31. 如图所示为绕铰链C 转动的自动开启式矩形平板闸门。

已知闸门倾角为060=θ，宽度为m b 5=，闸门两侧水深分别为m H 4=和m h 2=，为避免闸门自动开启，试求转轴C 至闸门下端B 的距离x 。

参考答案一、单项选择题（1×15=15分）1．B 2．D 3．D 4．B 5．C 6．B 7．A 8．A 9．A 10．D11．D 12．B 13．A 14．B 15．D二、多项选择题（2×5=10分）16．ABC 17．ACDE 18．AD 19．ABCDE 20．ABCD三、判断改错题（3×5=15分）21．（ × ）液体的黏性随着温度的增加而减小。

22．（ × ）流线愈密，流速愈大。

23．（ √ ）24．（ × ）恒定流是指运动要素不随时间变化的流动或均匀流是指流线为平行直线的流动。

25．（ × ）在工程流体力学中，单位质量力是指作用在单位质量流体上的质量力。

四、简答题（10分）26．方向性：平衡流体中的应力垂直指向受压面；（5分）大小性：平衡流体中任一点的压强大小与作用方位无关，即),,(z y x f p =。

（5分）五、计算题（10×5=45分）27．据题意有 12222211121==Q l S Q l S h h f f （5分） 故 707.0121221==l l S S Q Q （5分） 28．由欧拉准则12=vp λλλρ 得 22)(m p v m pp v v p p ===λλλρ （4分） 故原型迎风面 Pa 160)(121==m mpp p v v p （3分） 背风面 Pa 80)(222-==m m pp p v v p （3分）29. 从v v '=出发进行设计：①判别流动状态 m g v h k 903.022='=αψ因m 1.1m 17.13.1=>=h h k ，故小桥过流为自由式。

（3分）②计算孔径 m 14.13='=v h Q b k εψ 取标准孔径m 16=B （3分）③校核 m 792.0)(322=='B g Q h k εαh m 03.13.1<='kh ，已转为淹没式过流。

m/s 01.2==BhQ v ε H m 35.1222'<=+<h g v H ϕ（可以） （4分） 30. 由Av Q =得2m 5.37==v QA (2分)由h mh b A )(+=得m 7.15=-=mh h Ab（3分） 因m 63.1122=++==m h b A AR χ （2分） 故423/21008.2)(-⨯==R vni（3分） 31.为避免闸门自动打开，由理论力学知必有关系)sin 3()sin 3(θθhx P Hx P -≥-右左（5分） 式中 2221,21bh P bH P γγ==右左故 m 796.1sin )(32233=--≥θh H h H x （5分）。