第六讲 相似原理与量纲分析(练习题)

A.0.01；
B.108； C.10； D.10000。
5-13、进行水力模型实验，要实现有压管流的动力相似，应选择的相似
准则是：A
A.雷诺准则； B.弗劳德准则； C.欧拉准则。
5-14、判断：当运动流体主要受粘滞力和压力作用时，若满足雷诺准
则，则欧拉相似准则会自动满足。 你的回答：A A对 ；B错
5-19、分别举例说明由重力、粘滞力起主要作用的水流。
答案: 粘滞力：层流状态下的、管道、隧洞中的有压流动和潜体绕流问 题等。重力：堰坝溢流、孔口出流及明槽流动及处于阻力平方区的有压 隧洞与管流等。
5-20、原型和模型能否同时满足重力相似准则和粘滞力相似准则？为什 么？
5-21、想一想：表面张力系数的单位是
答案: 作用在流体上的力除惯性力是企图维持流体原来运动状态的力 外，其他力都是企图改变运动状态的力。如果把作用在流体上的各力组 成一个力多边形的话，那么惯性力则是这个力多边形的合力，即牛顿定 律
.流动的变化就是惯性力与其他上述各种力相互作用的结果。因此各种 力之间的比例关系应以惯性力为一方来相互比较。
m/s。 2.5 5-5、进行水力模型实验，要实现有压管流的动力相似，应选的相似准 则是：A
A.雷诺准则； B.弗劳德准则； C.欧拉准则； D.其他准则。 5-6、雷诺数的物理意义表示：C
A. 粘滞力与重力之比；B.重力与惯性力之比；C.惯性力与粘滞力之
比； D.压力与粘滞力之比。
5-7、压力输水管模型实验，长度比尺为8，模型水管的流量应为原型输 水管流量的：C
A.
； B.
； C.
； D.
。 5-26、压强△p,密度ρ,长度l,流量Q的无量纲集合是：A
A.
； B.
； C.
； D.
。 5-27、判断：只有量纲相同的项才可以相加减。 你的回答：A
A对 ；B错 5-28、量纲分析有何作用？ 答案：可用来推导各物理量的量纲；简化物理方程；检验物理方程、经 验公式的正确性与完善性，为科学地组织实验过程、整理实验成果提供 理论指导。 5-29、经验公式是否满足量纲和谐原理？ 答案：一般不满足。通常根据一系列的试验资料统计而得，不考虑量纲 之间的和谐。 5-30、雷利法和布金汉π定理各适用于何种情况？ 答案：雷利法适用于比较简单的问题，相关变量未知数≤4~5个， π定理 是具有普遍性的方法。
5-1、想一想：两恒定流流动相似应满足哪些条件？ 答：应满足几何相似，动力相似，运动相似及边界条件相似。
5-2、判断：惯性力是所有外力的矢量和。 你的回答：B A对 ； B错
5-3、想一想：牛顿相似准则说明了完全的什么相似。动力 5-4、算一算：如模型比尺为1:20，考虑粘滞力占主要因素，采用的模 型中流体与原型中相同，模型中流速为50m/s，则原型中的流速为
5-11、长度比尺λL=50的船舶模型，在水池中以1m/s的速度牵引前进，
测得波浪阻力为0.02N，则原型中需要的功率Np为：B
A.2.17kW；
B.32.4kW；
C.17.8kW；
D.13.8kW。
5-12、
设模型比尺为1:100，符合重力相似准则，如果模型流量为
100cm3/s，则原型流量为多少cm3/s？ C
。 N/m
5-22、运动粘度的量纲是:C
A. L/T2； B. L/T3； C. L2/T； D. L3/T。
5-23、速度v，长度l，重力加速Βιβλιοθήκη Baidug的无量纲集合是： D
A.
；
B.
； C.
； D.
； 5-24、速度v,密度ρ,压强p的无量纲集合是：D
A.
； B.
； C.
； D.
。 5-25、速度v,l,时间t的无量纲集合是：D
A对 ；B错 5-17、想一想：马赫数与斯特哈罗数的物理意义是什么？
答案: 马赫数为弹性力为主导作用力时的相似准数，表征惯性力与 弹性力之比，马赫数相等则弹性力相似。斯特哈罗数是在非恒定流体流 动中，因当地加速度不为零，这个加速度所产生的惯性作用与迁移加速 度的惯性作用之比。
5-18、为什么每个相似准则都要表征惯性力？
A.1／2； B.1／4；
C.1／8；
D.1／16。
5-9、进行水力模型实验，要实现明渠水流的动力相似，应选的相似准
则是：B
A.雷诺准则；B.弗劳德准则；
C.欧拉准则；
D. 其它准
则。
5-10、明渠水流模型实验，长度比尺为4，模型流量应为原型流量的: D
A.1／2； B.1／4； C.1／8； D. 1／32。
5-15、想一想：欧拉数与韦伯数的物理意义是什么？ 答：欧拉数是压力为主要作用力的时候的相似准数，表征压力与惯
性力之比，两流动欧拉数相等则压力相似。韦伯数是表明张力为主导作 用力时的相似准数，表征惯性力与表面张力之比，两流动韦伯数相等则 表面张力相似。 5-16、判断：对于恒定流也应考虑斯特哈罗数准则。 你的回答：B