西南交大流体力学(1-6)复习题纲与课后习题复习详解...
流体力学第1、2、3、4章课后习题答案分解
第一章习题答案选择题（单选题）1.1 按连续介质的概念，流体质点是指：（d ）（a ）流体的分子；（b ）流体内的固体颗粒；（c ）几何的点；（d ）几何尺寸同流动空间相比是极小量，又含有大量分子的微元体。
1.2 作用于流体的质量力包括：（c ）（a ）压力；（b ）摩擦阻力；（c ）重力；（d ）表面张力。
1.3 单位质量力的国际单位是：（d ）（a ）N ；（b ）Pa ；（c ）kg N /；（d ）2/s m 。
1.4 与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是：（b ）（a ）剪应力和压强；（b ）剪应力和剪应变率；（c ）剪应力和剪应变；（d ）剪应力和流速。
1.5 水的动力黏度μ随温度的升高：（b ）（a ）增大；（b ）减小；（c ）不变；（d ）不定。
1.6 流体运动黏度ν的国际单位是：（a ）（a ）2/s m ；（b ）2/m N ；（c ）m kg /；（d ）2/m s N ⋅。
1.7 无黏性流体的特征是：（c ）（a ）黏度是常数；（b ）不可压缩；（c ）无黏性；（d ）符合RT p=ρ。
1.8 当水的压强增加1个大气压时，水的密度增大约为：（a ）（a ）1/20000；（b ）1/10000；（c ）1/4000；（d ）1/2000。
1.9 水的密度为10003kg/m ，2L 水的质量和重量是多少？ 解： 10000.002m V ρ==⨯=（kg ） 29.80719.614G mg ==⨯=（N ）答：2L 水的质量是2 kg ，重量是19.614N 。
1.10 体积为0.53m 的油料，重量为4410N ，试求该油料的密度是多少？ 解： 44109.807899.3580.5m G g V V ρ====（kg/m 3） 答：该油料的密度是899.358 kg/m 3。
1.11 某液体的动力黏度为0.005Pa s ⋅，其密度为8503/kg m ，试求其运动黏度。
西南交通大学理论力学复习题
（a）支架杆 AB（带滑轮 B）和直杆 DK； （b）杆 AC、DH（不带滑轮 H）、滑轮 H。
题 1—6 图 1—7 图示厂房为三铰拱式屋架结构，吊车梁安装在屋架突出部分 D 和 E 上；试分别画出吊车梁 DE， 屋架 AC、BC 的受力图。 1—8 飞机舵面的操纵系统如图所示，各杆自重忽略不计。试分别画出操纵杆 AB，连杆 BD、DH 和舵 面 O1E 的受力图。
题 1—9 图
题 1—10 图
第二章 力系的合成
(64 学时适用) 2—1 螺栓上作用有 F1、F2、F3 三力，方向如图示，大小分别为 F1 = 400N，F2 = 500N，F3 = 600N。用 几何法求这三力的合力。 2—2 由一平面共点力系画出的力多边形如图示。（a）求 P1 和 P2 的合力。（b）求 P1 和 P5 的合力。（c） P1、P2 和 P3 的合力是否等于 P4 和 P5 的合力？（d）将 P1 沿 AE 和 BE 方向分解为两个分力。（e）将 P1、 P2 和 P3 的合力沿 AE 和 DE 方向分解为两个分力。（f）原力系是否平衡。
题 3—9 图
题 3—10 图
3—11 已知 AB 梁上作用一力偶，力偶矩为 m，梁长为 l。试求在（a）、（b）、（c）、（d）四种情况下求 A、B 的约束反力。
题 3—11 图 3—12 已知在构件 BC 上作用有一力偶如图示，力偶矩 m = 1 kN · m，a = 0.3m，构件本身的重量略去不计。 求支座 A 和 C 的约束反力。 3—13 锻锤在工作时，如果工件作用于锤头的力有偏心。就会使锤头发生偏斜，这样在导轨上产生的压力将 加速导轨的摩擦，也影响锻件的精度。如已知打击力 P = 1000kN，偏心距 e = 20mm，锤头高度 h = 200mm， 试求锤头加给两侧导轨的压力。 3—14 两块尺寸相同的长方板由铰链 C 互相连结，两板相对位置如图示，A、B 为固定铰支座，在每一板平 面内都作用一力偶矩为 m 的力偶。如 a＞b，不计板重，求 A、B 处的约束反力。若 a = b，情况将如何？
流体力学习题及答案复习进程
答： 时水的 为： 。
时空气的 为： 。
， 。
（3）求自由表面方程
压力的全微分为： 。
在自由液面上， ， 。代入到上式中得到： 。对其进行积分，得到自由表面方程：
，
，
，
，
；
整理得到：
，
2-4有闸门如图所示，其圆心角 ，转轴位于水面上。已知闸门宽度为B，半径为R，试求闸门受到的合力及合力与自由面的夹角 。
答：（1）求水平分力
由于 ，则 ； 。因此： 。
（2）求垂向分力
其中： ，
因此 。
（3）求合力
合力大小： ；
合力方向： ， 。
2-5设水深为 ，试对下述几种剖面形状的柱形水坝，分别计算水对单位长度水坝的作用力。（1）抛物线： ，（ 为常数）；
答：（1）作用于筒内流体的质量力包括两项：
第一项：与 坐标方向相反的重力，重力加速度为 ；
第二项：沿 坐标方向的离心力，离心加速度为 。
因此单位质量力为：
，其中： 、 分别为 、 方向的单位向量。
（2）对于静止流体微分方程： ，其中压力梯度： ；
将质量力 和压力梯度 代入，则得到：
；
比较方程两端，则得到：
答：取海水密度为 ，并注意到所求压力为相对压力。
（1）当水深为50米时：
。
（2）当水深为500米时：
。
（3）当水深为5000米时：
西安交大流体力学题与答案
一、 选择题(略) 二、 判断题(略) 三、 简答题1.等压面是水平面的条件是什么？:①连续介质 ② 同一介质 ③ 单一重力作用下.2. 同一容器中装两种液体，且21ρρ〈，在容器侧壁装了两根测压管。
试问：图中所标明的测压管中液面位置对吗？为什么？C (c) 盛有不同种类溶液的连通器DC D水油BB (b) 连通器被隔断AA(a) 连通容器解：不对，（右测压管液面要低一些，从点压强的大小分析） 3. 图中三种不同情况，试问：A-A 、B-B 、C-C 、D-D 中哪个是等压面？哪个不是等压面？为什么？：（ a ）A-A 是 （b ）B-B 不是 （c ）C-C 不是， D-D 是。
四、作图题(略)五、计算题(解题思路与答案)1. 已知某点绝对压强为80kN/m 2，当地大气压强p a =98kN/m 2。
试将该点绝对压强、相对压强和真空压强用水柱及水银柱表示。
解： 用水柱高表示（1）该点绝对压强：8.16mH 2o （2）该点相对压强：-1.84mH 2o（3）该点真空压强：1.84mH 2o用水银柱高表示（1）该点绝对压强：599.1mm H g（2）该点相对压强：-135.4 mm H g （3）该点真空压强：135.4 mm H g2. 一封闭水箱自由表面上气体压强p 0=25kN/m 2，h 1=5m ，h 2＝2m 。
求A 、B 两点的静水压强。
解：由压强基本公式ghp p ρ+=0求解A p = 7.551 mH 2o (74 kN/m 2) B p = 4.551 mH 2o (44.6 kN/m 2)3 如图所示为一复式水银测压计，已知m 3.21=∇，m 2.12=∇，m5.23=∇，m 4.14=∇，m5.15=∇(改为3.5m)。
试求水箱液面上的绝对压强0p ＝？解：①找已知点压强(复式水银测压计管右上端)②找出等压面③计算点压强,逐步推求水箱液面上的压强0p.: 0p=273.04 kN/m24 某压差计如图所示，已知H A=H B=1m，ΔH=0.5m。
流体力学复习提纲及答案 交大
切向应力与流体的角变形率成正比 应力张量 σ xx τ xy τ xz
τ yx σ yy τ yz τ zx τ zy σ zz
九个应力分量中只有六个是独立的
二、计算
1、积分形式的动量方程、连续方程同伯努利方程的综合应用； （注意坐标系、控制体的选取、 受力分析时尤其要注意表压力是否存在）
1、牛顿内摩擦定律的应用－间隙很小的无限大平板或圆筒之间的流动。的特点； 方向垂直于作用面，并指向流体内部 静止流体任意点处静压强的大小与其作用面方位无关，只是作用点位置的函数 理想流体压强的特点（无论运动还是静止） ；
p = f (x , y ,z ) 静压强的大小与其作用面方位无关，只是作用点位置的函数
DN ∂N ∂N ∂N ∂N = +u +v +w Dt ∂t ∂x ∂y ∂z
DN 流体质点的物理量 N 随时间的变化率 Dt ∂N 空间点上的 N 随时间的变化率，由物理量场的非定常性引起 局部导数或当地导数 ∂t u ∂N ∂N ∂N +v +w 由物理量场的非均匀性引起的 N 的变化率 位变导数或对流导数 ∂x ∂y ∂z
/
µ 反应流体真实粘性的大小 ν 不能真实反应流体粘性的大小
µ ρ
理想流体的定义及数学表达 粘性系数为零的流体
µ = 0
牛顿内摩擦定律（两个表达式及其物理意义）
τ = µ du dy
粘性切应力与层间速度梯度成正比，而不由速度决定
τ =µ
dα dt 粘性切应力与角变形率成正比，而不由变形量决定
粘性产生的机理，粘性、粘性系数同温度的关系 液体：分子间内聚力 温度上升，粘性系数增大 气体：分子热运动 温度上升，粘性系数减小 牛顿流体的定义 符合牛顿内摩擦定律的流体 3、可压缩性的定义 压强变化引起流体体积或密度变化的属性 体积弹性模量的定义、物理意义及公式 =−
西南交大流体力学复习资料
、填空题1流体力学中三个主要力学模型是（ 1）连续介质模型（2）不可压缩流体力学模型（3）无粘性流体力学模型。
2. 在现实生活中可视为牛顿流体的有水_和空气等。
3•流体静压力和流体静压强都是压力的一种量度。
它们的区别在于：前者是作用在某一面 _______ 积上的总压力；而后者是作用在某一面积上的平均压强或某一点的压强。
4 •均匀流过流断面上压强分布服从于水静力学规律。
5. 和液体相比，固体存在着抗拉、抗压和抗切三方面的能力。
6 .空气在温度为 290 K ，压强为760 mmHg 时的密度和容重分别为= 1.2 kg/m 3和a=11.77N/m 3。
7.流体受压，体积缩小，密度增 ______ 的性质，称为流体的压缩性 ；流体受热，体积膨胀，密度减少的性质，称为流体的热胀性。
&压缩系数一：的倒数称为流体的弹性模量，以E 来表示9.1工程大气压等于 98.07千帕，等于10m 水柱高，等于735.6毫米汞柱高。
10.静止流体任一边界上压强的变化，将等值地传到其他各点（只要静止不被破坏） ，这就是水静压强等值传递的帕斯卡定律。
11. 流体静压强的方向必然是沿着作用面的内法线方向。
12. 液体静压强分布规律只话用于静止、同种、连续液体。
13. 静止非均质流体的水平面是等压面，等密面和等温面。
14. 测压管是一根玻璃直管或U 形管，一端连接在需要测定的容器孔口上，另一端开口, ______直接和大气相通。
15.在微压计测量气体压强时，其倾角为 :=30，测得I =20cm 则h=10cm 。
16. 作用于曲面上的水静压力 P 的铅直分力F Z 等于其压力体内的水重。
17. 通过描述物理量在空间的分布来研究流体运动的方法称为欧拉法。
____18. 流线不能相交（驻点处除外），也不能是折线，因为流场内任一固定点在同一瞬间只能 有一个速度向量，流线只能是一条光滑的曲线或直线。
19. 静压、动压和位压之和以 p z 表示，称为总压。
西南交通大学计算流体力学
4.求解离散方程组
5.得到物理问题的解 构造离散方程的方法有多种
CFD中常用的数值计算方法
有限差分法
有限元法 有限体积法
边界元法
有限差分法的特点
以差分方程代替微分方程来表示流 体流动及传热过程中的控制方程 举例说明如下： 流体在两固定平行平板间作层状流动，x方 向的流动速度为u，y方向的流速为0。由 N-S方程可得：
总结：
连续性方程
1 d divv 0 dt
不可压缩流体的N-S方程
( v x ) p div ( v x v ) div ( grad v x ) S Mx t x
引入通用变量 ,以上两类方程可以写成通用形式， 即通用变量（输运）方程： ( ) div ( u) div ( grad ) S t
向量形式
欧拉平衡微分方程
1 p fx 0 x 1 p fy 0 y 1 p fz 0 z
向量形式
f
1
gradp 0
gradient 梯度（矢量）
欧拉运动微分方程
1 p dvx fx x dt 1 p dvy fy y dt 1 p dvz fz z dt
目录
第一章 绪论 第二章 扩散问题的有限体积法 第三章 对流扩散问题的有限体积法
第四章 差分格式问题
第五章 压力--速度耦合问题的有限体积法 第六章 有限体积法离散方程的解法
第七章 非稳态流动问题的有限体积法
第八章 边界条件处理
第一章 绪论
• 为什么要学习计算流体力学？ • 计算流体力学有何特点？包括基础思想、 发展状况、研究方法等 • 本课课程主要内容如何？ • 如何学习计算流体力学？
西安交大流体力学题与答案
一、 选择题(略) 二、 判断题(略) 三、 简答题1.等压面是水平面的条件是什么？:①连续介质 ② 同一介质 ③ 单一重力作用下.2. 同一容器中装两种液体，且21ρρ〈，在容器侧壁装了两根测压管。
试问：图中所标明的测压管中液面位置对吗？为什么？C (c) 盛有不同种类溶液的连通器DC D水油BB (b) 连通器被隔断AA(a) 连通容器解：不对，（右测压管液面要低一些，从点压强的大小分析） 3. 图中三种不同情况，试问：A-A 、B-B 、C-C 、D-D 中哪个是等压面？哪个不是等压面？为什么？：（ a ）A-A 是 （b ）B-B 不是 （c ）C-C 不是， D-D 是。
四、作图题(略)五、计算题(解题思路与答案)1. 已知某点绝对压强为80kN/m 2，当地大气压强p a =98kN/m 2。
试将该点绝对压强、相对压强和真空压强用水柱及水银柱表示。
解： 用水柱高表示（1）该点绝对压强：8.16mH 2o （2）该点相对压强：-1.84mH 2o（3）该点真空压强：1.84mH 2o 用水银柱高表示（1）该点绝对压强：599.1mm H g （2）该点相对压强：-135.4 mm H g （3）该点真空压强：135.4 mm H g2. 一封闭水箱自由表面上气体压强p 0=25kN/m 2，h 1=5m ，h 2＝2m 。
求A 、B 两点的静水压强。
解：由压强基本公式ghp p ρ+=0求解A p = 7.551 mH 2o (74 kN/m 2)B p = 4.551 mH 2o (44.6 kN/m 2)3 如图所示为一复式水银测压计，已知m 3.21=∇，m 2.12=∇，m5.23=∇，m 4.14=∇，m5.15=∇(改为3.5m)。
试求水箱液面上的绝对压强0p ＝？解：①找已知点压强(复式水银测压计管右上端)②找出等压面③计算点压强,逐步推求水箱液面上的压强0p.: 0p=273.04 kN/m24 某压差计如图所示，已知H A=H B=1m，ΔH=0.5m。
流体力学习题集与答案解析
流体力学与叶栅理论 课程考试试题一、 选择题（每小题1分，共10分）1、在括号内填上“表面力”或“质量力”：摩擦力（ ）； 重力（ ）；离心力（ ）； 浮力（ ）；压力（ ）。
2、判断下列叙述是否正确（对者画√，错者画╳）：(a) 基准面可以任意选取。
（ ）(b) 流体在水平圆管内流动，如果流量增大一倍而其它条件不变的话，沿程阻力也将增大一倍。
（ ）(c) 因为并联管路中各并联支路的水力损失相等，所以其能量损失也一定相等。
（ ）(d) 定常流动时，流线与迹线重合。
（ ）(e) 沿程阻力系数λ的大小只取决于流体的流动状态。
（ ）二、 回答下列各题（1—2题每题5分，3题10分，共20分）1、什么是流体的连续介质模型它在流体力学中有何作用2、用工程单位制表示流体的速度、管径、运动粘性系数时，管流的雷诺数410Re ，问采用国际单位制时，该条件下的雷诺数是多少为什么3、常见的流量的测量方法有哪些各有何特点三、计算题（70分）1、如图所示，一油缸及其中滑动栓塞，尺寸D=120.2mm，d=119.8mm，L=160mm，间隙内充满μ=·S的润滑油，若施加活塞以F=10N的拉力,试问活塞匀速运动时的速度是多少（10分）题1图2、如图所示一盛水容器，已知平壁AB=CD=2.5m，BC及AD为半个圆柱体，半径R=1m，自由表面处压强为一个大气压，高度H=3m，试分别计算作用在单位长度上AB面、BC面和CD面所受到的静水总压力。
（10分）题2图3、原型流动中油的运动粘性系数υp=15×10-5m2/s，其几何尺度为模型的5倍，如确定佛汝德数和雷诺数作为决定性相似准数，试问模型中流体运动粘性系数υ=（10分）m4、如图所示，变直径圆管在水平面内以α=30。
弯曲，直径分别为d1=0.2m，d=0.15m，过水流量若为Q=0.1m3/s，P1=1000N/m2时，不计损失的情况下，求水2流对圆管的作用力及作用力的位置。
西南交大流体力学1至3习题解答
第一章 绪论1-1．20℃的水2.5m 3，当温度升至80℃时，其体积增加多少？ [解] 温度变化前后质量守恒，即2211V V ρρ= 又20℃时，水的密度31/23.998m kg =ρ 80℃时，水的密度32/83.971m kg =ρ 321125679.2m V V ==∴ρρ 则增加的体积为3120679.0m V V V =-=∆1-2．当空气温度从0℃增加至20℃时，运动粘度ν增加15%，重度γ减少10%，问此时动力粘度μ增加多少（百分数）？ [解] 原原ρννρμ)1.01()15.01(-+==原原原μρν035.1035.1==035.0035.1=-=-原原原原原μμμμμμ此时动力粘度μ增加了3.5%1-3．有一矩形断面的宽渠道，其水流速度分布为μρ/)5.0(002.02y hy g u -=，式中ρ、μ分别为水的密度和动力粘度，h 为水深。
试求m h 5.0=时渠底（y =0）处的切应力。
[解] μρ/)(002.0y h g dydu-=)(002.0y h g dydu-==∴ρμτ 当h =0.5m ，y =0时)05.0(807.91000002.0-⨯⨯=τ Pa 807.9=1-4．一底面积为45×50cm 2，高为1cm 的木块，质量为5kg ，沿涂有润滑油的斜面向下作等速运动，木块运动速度u=1m/s ，油层厚1cm ，斜坡角22.620 （见图示），求油的粘度。
[解] 木块重量沿斜坡分力F 与切力T 平衡时，等速下滑yu AT mg d d sin μθ== 001.0145.04.062.22sin 8.95sin ⨯⨯⨯⨯==δθμu A mg s Pa 1047.0⋅=μ1-5．已知液体中流速沿y 方向分布如图示三种情况，试根据牛顿内摩擦定律yud d μτ=，定性绘出切应力沿y 方向的分布图。
[解]1-6．为导线表面红绝缘，将导线从充满绝缘涂料的模具中拉过。
西南交大流体力学(1-6)复习题纲与课后习题复习详解...
a x z) g
自由液面方程： z
a x C （等压面为一强的表达式和液面方程分别是：
p p0 (
2r 2
2g
z)
和 z0
2r 2
2g
（等压面是具有中心轴的旋转抛物面）
式中， r 为旋转液体计算点的半径。 知识点：旋转抛物体的体积等于同底同高圆柱体体积的一半。 5.作用在平面上的静水总压力 （1）解析法 静水总压力大小 P hC A pC A 即受压面形心处相对压强 pC 乘以受压面面积 A 。 静水总压力的作用点（又称压力中心） ：
du dy
2/
0.25 4 103 N s / m2 3 0.5 10
2
1-6． 已知某液流的黏性切应力 5.0 N / m ， 动力黏度 0.1Pa s ， 试求该液流的剪切变形速率
du 。 dy
[解] 根据牛顿内摩擦定律，得 /
du ， dy
题 2-2 图 [解] p A p表 0.5g
p0 p A 1.5g p表 g 4900 1000 9.8 4900Pa p0 pa 4900 98000 93100Pa p0
2-3．一密闭贮液罐，在边上 8.0m 高度处装有金属测压计，其读数为 57.4kPa；另在高度为 5.0m 处也安装 了金属测压计，计读数为 80.0kPa。求该贮液罐内液体的重度 和密度 。 [解] 由水静力学基本方程 p p0 h 可得： 80.0kPa 57.4kPa (8 5)m
几何意义： z ——位置水头；任一点在基准面 0-0 以上的位置高度，表示单位重量流体从某一基准面算起所具有 的位置势能，简称位能。
整理流体力学课后复习题答案详解
《流体力学》复习题专升本20 年月日A4打印/ 可编辑《流体力学》复习题（专升本）一、填空题1、在作纯剪切流动时满足的流体称为牛顿流体，生活中常见的牛顿流体有和。
2、在静止或相对静止的流体中，任一作用面的流体静压强的方向为。
3、描述来研究流体运动的方法称为欧拉法。
4、静止非均质流体的水平面是、和。
5、无限空间淹没射流中，沿着气体射流的方向，边界层厚度，射流轴心速度，断面上的动量。
6、常见的质量力有、，表面力有、。
7、雷诺数反映了的比值，弗诺德数反映了的比值。
8、、和之和，称为总压。
9、流体力学中三个主要力学模型是、、。
10、均匀流过流断面上压强分布服从于。
11、流体受压，体积缩小，密度的性质，称为流体的；流体受热，体积膨胀，密度的性质，称为流体的。
12、静止非均质流体的水平面是、和。
13、流线不能相交（驻点处除外），也不能是折线，因为，流线只能是一条光滑的。
14、由紊流转变为层流的临界流速由层流转变为紊流的临界流速，其中称为，称为。
对圆管来说，临界雷诺数值。
15、泵和风机的全效率等于，及的乘积。
二、选择题1．连续介质模型意味着。
（A）流体分子之间没有间隙（B）流体中的物理参数是连续函数（C）流体分子之间有间隙（D）流体不可压缩2．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3．水平管道的截面逐渐缩小，管内水流的速度。
(A) 逐渐变大 (B) 逐渐变小(C) 不改变 (D) 没有变化规律4．在总流的伯努利方程中，速度V是___________速度。
(A) 在截面上的任意点的速度 (B) 截面平均速度(C) 截面形心处的速度 (D) 截面上的最大速度5．在总流的伯努利方程中，湍流的动能修正系数总是___________层流的动能修正系数。
(A) 大于 (B) 不小于(C) 等于 (D) 小于6．如果_______，则沿程损失系数不受壁面粗糙度的影响。
西安交通大学 流体力学 期末总复习
第一章流体及其主要物理性质一概念流体：在任何微小剪切力持续作用下连续变形的物体。
连续介质模型：假定组成流体的最小物质实体是流体质点，流体是由无限多个流体质点组成，质点之间不存在间隙。
适用条件：分子平均自由程远小于流动问题特征尺寸。
不适用条件：稀薄气体，激波层内等。
粘性：流体抵抗剪切变形（相对运动）的一种属性。
流体层间无相对运动时不表现粘性牛顿平板实验：两板间流体速度：剪切力，即：或：式中与板间流体的种类、流体的温度、压强有关，成为液体的动力粘性系数，简称粘性系数。
流体做任意层状流动：牛顿内摩擦定律的数学表达式式中是角变形率或角变形速度。
凡符合牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体。
产生粘性机理：同一种流体的动力粘性系数与流体的温度有很大的关系，而受压强的影响很小。
液体与气体的产生粘性机理不一样，液体的粘性主要取决于分子间的距离和分子间的吸引力，故温度升高粘性下降；气体的粘性主要取决于分子气体热运动所产生的动量交换，故温度升高，其粘性增大。
在国际单位中：μ反应流体真实粘性的大小运动粘性系数：物理单位是：粘性系数等于零的流体称为理想流体或无粘流体。
工程上常用体积弹性模量衡量流体的可压缩性，体积弹性模量定义为：体积弹性模量的量纲和压强相同，是或。
流体的压缩性越大，则越大，即越小；反之，可压缩性越小，则越小，即越大。
体积弹性模量又可以表示为：等温体积弹性模量：等熵体积弹性模量：由：当很小或者很大，由或者二者兼得，则此时流体的密度相对变化量就很小。
如果忽略流体密度的变化，不考虑流体的可压缩性的影响，这种简化的模型称为不可压缩流体，其密度可视为常量；反之，考虑密度为变量或压缩性影响的流体，称为可压缩流体。
不可压缩流体：液体低速流动的气体可压缩流体：气体水下爆炸和水锤现象的液体几个概念：转速n(r/min)角速度ω(rad /s) = 2πn / 60线速度u(m/s) = rω= = dω/ 2功率N(w) = F ·u = F ·rω=Mω转矩M(N·m) = F ·r = F ·d / 2二计算牛顿内摩擦定律的应用——间隙很小的无限大平板或圆筒之间的流动。
流体力学经典习题解答以及经典试卷及详细解答
第1章 绪论若某种牌号的汽油的重度γ为7000N/m 3，求它的密度ρ。
解：由g γρ=得，3327000N/m 714.29kg/m 9.8m /m γρ===g已知水的密度ρ=997.0kg/m 3，运动黏度ν=×10-6m 2/s ，求它的动力黏度μ。
解：ρμ=v 得，3624997.0kg/m 0.89310m /s 8.910Pa s μρν--==⨯⨯=⨯⋅ 一块可动平板与另一块不动平板同时浸在某种液体中，它们之间的距离为0.5mm ，可动板若以 0.25m/s 的速度移动，为了维持这个速度需要单位面积上的作用力为2N/m 2，求这两块平板间流体的动力黏度μ。
解：假设板间流体中的速度分布是线性的，则板间流体的速度梯度可计算为13du u 0.25500s dy y 0.510--===⨯ 由牛顿切应力定律d d uyτμ=，可得两块平板间流体的动力黏度为 3d 410Pa s d yuτμ-==⨯⋅上下两个平行的圆盘，直径均为d ，间隙厚度为δ，间隙中的液体动力黏度系数为μ，若下盘固定不动，上盘以角速度ω旋转，求所需力矩T 的表达式。
题图解：圆盘不同半径处线速度 不同，速度梯度不同，摩擦力也不同，但在微小面积上可视为常量。
在半径r 处，取增量dr ，微面积 ，则微面积dA 上的摩擦力dF 为du r dF dA2r dr dz ωμπμδ== 由dF 可求dA 上的摩擦矩dT32dT rdF r dr πμωδ==积分上式则有d 43202d T dT r dr 32πμωπμωδδ===⎰⎰如下图所示，水流在平板上运动，靠近板壁附近的流速呈抛物线形分布，E 点为抛物线端点，E 点处0d =y u ，水的运动黏度ν=×10-6m 2/s ，试求y =0，2，4cm 处的切应力。
（提示：先设流速分布C By Ay u ++=2，利用给定的条件确定待定常数A 、B 、C ）题图解：以D 点为原点建立坐标系，设流速分布C By Ay u ++=2，由已知条件得C=0,A=-625,B=50则2u 625y 50y =-+ 由切应力公式du dy τμ=得du(1250y 50)dyτμρν==-+ y=0cm 时，221510N /m τ-=⨯；y=2cm 时，222 2.510N /m τ-=⨯；y=4cm 时，30τ= 某流体在圆筒形容器中。
流体力学课后习题答案
第一章习题答案选择题（单选题）1.1 按连续介质的概念，流体质点是指：（d ）（a ）流体的分子；（b ）流体内的固体颗粒；（c ）几何的点；（d ）几何尺寸同流动空间相比是极小量，又含有大量分子的微元体。
1.2 作用于流体的质量力包括：（c ）（a ）压力；（b ）摩擦阻力；（c ）重力；（d ）表面张力。
1.3 单位质量力的国际单位是：（d ）（a ）N ；（b ）Pa ；（c ）kg N /；（d ）2/s m 。
1.4 与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是：（b ）（a ）剪应力和压强；（b ）剪应力和剪应变率；（c ）剪应力和剪应变；（d ）剪应力和流速。
1.5 水的动力黏度μ随温度的升高：（b ）（a ）增大；（b ）减小；（c ）不变；（d ）不定。
1.6 流体运动黏度ν的国际单位是：（a ）（a ）2/s m ；（b ）2/m N ；（c ）m kg /；（d ）2/m s N ⋅。
1.7 无黏性流体的特征是：（c ）（a ）黏度是常数；（b ）不可压缩；（c ）无黏性；（d ）符合RT p=ρ。
1.8 当水的压强增加1个大气压时，水的密度增大约为：（a ）（a ）1/20000；（b ）1/10000；（c ）1/4000；（d ）1/2000。
1.9 水的密度为10003kg/m ，2L 水的质量和重量是多少？ 解： 10000.0022m V ρ==⨯=（kg ）29.80719.614G mg ==⨯=（N ）答：2L 水的质量是2 kg ，重量是19.614N 。
1.10 体积为0.53m 的油料，重量为4410N ，试求该油料的密度是多少？ 解： 44109.807899.3580.5m G g V V ρ====（kg/m 3） 答：该油料的密度是899.358 kg/m 3。
1.11 某液体的动力黏度为0.005Pa s ⋅，其密度为8503/kg m ，试求其运动黏度。
4西南交通大学计算流体力学
总结 若流动方向为正向：
[( Dw Fw ) De ( Fe Fw )] P ( Dw Fw )W De E
若流动方向为负向：
[ Dw ( De Fe ) ( Fe Fw )] P DwW ( De Fe ) E
将以上两种情况的公式统一成一个通用的式子：
流动方向与网格线方向成45度角,由高维上风差分格式
a P P aW W a E E aS S a N N a B B aT T S u a P aW a E a N a S F S P
对于边界控制体
Fe e Fw w De ( E P ) Dw ( P W )
控制体1 控制体5 式中：
Fe P FA A De ( E P ) D A ( P W ) FB P Fw w DB ( B P ) Dw ( P W )
西南交通大学应用力学与工程系结构分析教研室2010327目录第一章绪论第二章扩散问题的有限体积法第三章对流扩散问题的有限体积法第四章第四章差分格式问题差分格式问题第五章压力速度耦合问题的有限体积法第六章有限体积法离散方程的解法第七章非稳态流动问题的有限体积法第八章边界条件处理本章内容对流扩散问题的高阶差分格式wp第23章
（F=ρ u , D=Г /δ x ）,中心差分格式
d d ( uA) e ( uA) w (A ) e (A )w dx dx
Fw Fe aW Dw , aE De , aP aW aE ( Fe Fw ) 2 2
中心差分格式
守恒性 有界性 输运性
思路：对于中间控制体，采用（4-14）式，对于边界控制体，单独处理。