三流体动力学基础作业题

第三章流体动力学基础复习题

一、概念部分

1、描述流体运动的方法有和；前者以为研究对象，而后者以为研究对象。

2、流体运动的几何描述有：，，和。

3、流线有什么特点？流线、脉线和迹线有什么区别和联系？

4、流体微团基本运动形式有，和变形运动等，

而变形运动又包括和两种。

5、描述有旋运动几何要素有、和。

6、判断正误：理想流体不存在有旋运动是否正确？为什么？试举例说明。

7、表征涡流的强弱的参数有和。

8、在无涡流空间画出的封闭周线上的速度环量为。

9、简述汤姆孙定理的内容

10、速度势函数ϕ存在的条件是什么？流函数存在的条件是什么？

11、简述流函数的物理意义的内容，并证明。

12、流网存在的条件是什么？简述流网的性质所包含的内容？

13、无环量圆柱绕流运动由流、流和流叠加而成，有环量的圆柱绕流运动是无环量的圆柱绕流运动与流叠加而成。

14、是驻点。通过驻点的流线一定是零流线，是否正确？为什么？零流线是。轮廓线是。

15、描述流体运动的微分方程有、和。

写出它们的表达式。

16、纳维-斯托克斯方程中的速度只能是平均速度，是否正确？为什么？

17、写出总水头和测压管水头的表达式，并说明各项的物理意义。

18、写出总压、全压和势压得表达式，并说明各项的物理意义。

19、简述系统和控制体的定义和特点

二、计算部分 1、已知拉格朗日描述：求速度与加速度的欧拉描述 2、试判断下列流场的描述方式：并转换成另一种描述方式 3、已知用欧拉法表示的流场速度分布规律为： 试求在t=0时刻位于点（a,b)的流体质点的运动轨迹及拉格朗日法表示的速度场 4、粘性流体在半径为R 的直圆管内做定常流动。设圆管截面（指垂直管轴的平面截面）上⎪⎩⎪⎨⎧==-t t be y ae x ()()⎪⎩⎪⎨⎧+-=+-=-t y t x e

b u e a u 1111⎩⎨⎧+=+=t

y u t x u y x

有两种速度分布，一种是抛物线分布u 1(r)，另一种是1/7指数分布u 2(r):

上式中u m1,u m2分别为两种速度分布在管轴上的最大速度。试求两种速度分布的（1）流量Q 的表达式；（2）截面上的平均速度v 。 5、速度场

求（1）t =2s 时，在(2，4)点的加速度；

（2）是恒定流还是非恒定流；

（3）是均匀流还是非均匀流。

6、速度场u x =a ，u y =bt ，u z =0（a 、b 为常数）

求:（1）流线方程及t =0、1、2时流线图；

（2）迹线方程及t =0时过（0，0）点的迹线

7、直径为1.2m ，长50m 的圆柱体，以90r/min 的角速度绕其轴逆时针旋转，空气流以80km/h 的速度沿与圆柱体轴相垂直的方向绕流圆柱体。试求升力大小及θ=π，7π /8, 5π /8 , π/2处的压强值和速度值。

8、直径为1.2m ，长50m 的圆柱体，以90r/min 的角速度绕其轴逆时针旋转，空气流以u=40+20y 的剪切流速度沿与圆柱体轴相垂直的方向绕流圆柱体。试求升力大小及θ=π，7π /8, 5π /8 , π/2处的压强值和速度值。

9、水平设置的输水弯管，转角θ＝60o ，直径由d 1=200mm 变为d 2=150mm ，已知转弯前断面的压强p 1=18kN/m 2（相对压强）输水流量Q=0.1m 3/s ，不计水头损失，试求水流对弯管作用力的大小。

10、如图所示，使带有倾斜光滑板的小车逆着射流的方向以速度u 移动，若射流固定不动，射流断面为A,流速为u 0,不计小车于地面的摩擦力，求推动小车所需的功率。

⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭

⎫

⎝⎛-=2111R r u u m 7

1221⎪⎭⎫ ⎝⎛-=R r u u m j t )x y (i t )x y (u ρρρ9664-+-=

习题3-9，习题3-12，3-22，3-23，3-26，3-29，3-30,3-32，3-33，3-34，3-35，3-36，7-1，7-6，7-7，7-8，7-9，8-10