(完整版)重庆大学流体力学课程试卷
重庆大学高等流体作业流体考试分析
高等流体力学2009级研究生课程《高等流体力学》学生姓名：郭军峰指导教师：何川教授专业：动力工程及工程热物理班级：动力研2009级2班重庆大学动力工程学院二O一O年一月四.设52/ 1.110/m s μρ-=⨯的气体以10/v m s ∞=的速度以零攻角定常饶流长度为L =1m 的大平板，试用数值解讨论边界层内的流动规律。
解:1. 右下图为该流动问题的示意图，取平板的前缘点O 为坐标原点,x 轴沿着平板,y 轴垂直于平板,建立流向坐标系XOY 。
经过计算可知：Re=9.1×105,则由 数量级比较法，可以得到该问题的边界层控制微分方程组及相应定解条件：2200;0,0;10u vx y u u u u v xy y y u v y u V m s μρ∞⎧∂∂+=⎪∂∂⎪⎪∂∂∂⎪+=⎨∂∂∂⎪⎪===⎪→∞==⎪⎩2. 控制微分方程化为常微分方程,同时将定解条件作相应变换.引入函数(,)x y ψ,令,u v y xψψ∂∂==-∂∂将它代入连续性方程可得： 0)(22=∂∂∂-+∂∂∂=∂∂+∂∂yx x y y v x u ψψ 即可将u ,v 两个因变量变为ψ一个因变量 引入无因次变量: ()η==y y g x ,()()ψη∞==⋅f f V g x 则有： x x V y x V y x x 2/221/2'21'21ηρμρμη-=⋅-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=-∞-∞ xx g x g f x g V V x x g x g y 2)()(',)(,/2)(,)(1'====∞∞ψρμη 代入原方程组得:∞∞∞∞∞=⇒=⋅==∂∂=∂∂=V u f f V x g f x g V f x g V y f x g V y u y '')(1)('')()(ηψ()22V u f V f V V f f x x x x x ηηηη∞∞∞∞'⎛⎫∂∂∂∂'''''===-=- ⎪∂∂∂∂⎝⎭()()()1V f V u f V V f f y y y g x g x ηη∞∞∞∞'∂'∂∂∂''''====∂∂∂∂ ()()()()()2221V V V V u f f f f y y g x g x g x g x y g x ηη∞∞∞∞⎛⎫''∂∂∂∂''''''''==== ⎪ ⎪∂∂∂∂⎝⎭ ()()()()()()()()22V g x f f v V g x f g x x xx g x V g x f g x f V f fg x x x ψηηηη∞∞∞∞∂⎡⎤∂∂∂'=-=-=-+⎢⎥∂∂∂∂⎣⎦⎡⎤⎡⎤⎛⎫''''=-+-=-⎢⎥⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦⎣⎦因此,动量方程22u u uu v x y yμρ∂∂∂+=∂∂∂可化为: ()()()()()222g x V V V V f f V f fg x f f x x g x g x μηηρ∞∞∞∞∞⎡⎤⎛⎫''''''''''-+-=⎢⎥ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦ 又()()122g x g x x ''=== 则有:()()22222222g x V V V V f f f f f f f x x x x g x μηημρρ∞∞∞∞''''''''''''-+-=即：0f ff '''''+= 边界条件：()()η⎧'==⇒=⎪=⇒⎨=⇒=⎪⎩0,0000000u f y v f ()η∞'→∞⇒→∞=⇒∞=,1y u V f因此，原定解问题可表示如下：()()()000,00,1f ff f f f '''''⎧+=⎪⎨''==∞=⎪⎩3. 由于缺少边界条件，此方程还无法解，将上述定解问题中的高阶常微分方程表示为一阶常微分方程组：令：，设0)0(''≠=A f ，3131,A FA f ηζ==，并且有31'A =ηζ所以 34333232323131''''''')''(''''''')'(''''')('A F A F A F f A F A F A F f A F A F FA f ==∂∂===∂∂===∂∂=ηηηηηηζηζηζη将上边各式代入方程0'''''=+ff f ，得0)''''('''''34323134=+=⋅+=FF F A A F FA A F因为034≠A ，即有0'''''=+FF F并且因为：1)0('')0('')0(''0)0('0)0(')0('0)0(0)0()0(,003231=⇒===⇒===⇒==∞→⇒∞→=⇒=F A A F f F A F f F A F f ζηζη所以所求得的非线性常微分方程为：1)0('',0)0(',0)0(0'''''====+F F F FF F 2332)('1)(')(',1)('-∞=⇒=∞=∞=∞F A A F f f因此，为求A ，必须先计算出()F '∞，即对常微分方程进行数值求解，算出()F '∞4. 用龙格—库塔算法求数值解：① 将其化为一阶常微分方程组：ξ⎧'==⎪⎪⎪'''==⎨⎪''''''''===-=-⎪⎪⎩112122dFF F d F F F F F F FF FF即有：11222F F F F F FF '⎧=⎪⎪'=⎨⎪'=-⎪⎩因此可令：()()()⎧==⎪⎪⎪==⎨⎪⎪=-=⎪⎩123,,,,,,,,,dxy F x y z t dt dy z F x y z t dt dz xz F x y z t dt也即有：()()()()()()x t F y t F z t F ξξξ⎧=⎪⎪'=⎨⎪''=⎪⎩相应初始条件为：()()()00,00,01x y z ===② 用C 语言编程，计算步长设置为0.01t ∆=,迭代次数设为：1000；求()F '∞，也就是求()lim t y t →∞的值．用C 语言编制程序如下：#include <math.h> #include <stdio.h> #include <graphics.h>#define path "D:\\turboc2" #define w 10 #define h 0.01 #define j 1000 main() {FILE *fp;float k1,k2,k3,k4,m1,m2,m3,m4,l1,l2,l3,l4; float x[j],y[j],z[j]; float t; int i,b;int x1=50,y1=400,x2=550,y2=100; int mode,drive=DETECT;initgraph(&drive,&mode,path); x[0]=0.0;y[0]=0.0;z[0]=1.0; for(i=1;i<j;i++) { k1=h*y[i-1]; l1=h*z[i-1]; m1=h*(-x[i-1]*z[i-1]);k2=h*(y[i-1]+l1/2.0);l2=h*(z[i-1]+m1/2.0); m2=h*(-(x[i-1]+k1/2.0)*(z[i-1]+m1/2.0)); k3=h*(y[i-1]+l2/2.0); l3=h*(z[i-1]+m2/2.0); m3=h*(-(x[i-1]+k2/2.0)*(z[i-1]+m2/2.0));k4=h*(y[i-1]+l3);l4=h*(z[i-1]+m3); m4=h*(-(x[i-1]+k3)*(z[i-1]+m3));x[i]=x[i-1]+(k1+2*k2+2*k3+k4)/6.0;y[i]=y[i-1]+(l1+2*l2+2*l3+l4)/6.0;z[i]=z[i-1]+(m1+2*m2+2*m3+m4)/6.0;}line(x1,y1,x2,y1); line(x1,y1,x1,y2); moveto(x1,y2);lineto(x1-w/3,y2+w); lineto(x1+w/3,y2+w); lineto(x1,y2);moveto(x2,y1);lineto(x2-w,y1-w/3);lineto(x2-w,y1+w/3); lineto(x2,y1);for(b=1;b<h*j;b++){ line(x1+b*(x2-x1)/(h*j),y1,x1+b*(x2-x1)/(h*j),y1-6);line(x1,y1-b*(y1-y2)/(h*j),x1+6,y1-b*(y1-y2)/(h*j));}for(i=0;i<j-1;i++){ t=i*h;line((t*50+x1),(y1-x[i]*30),(((i+1)*h)*50+x1),(y1-x[i+1]*30));line(t*50+x1,y1-y[i]*30,(i+1)*h*50+x1,y1-y[i+1]*30);line(t*50+x1,y1-z[i]*30,(i+1)*h*50+x1,y1-z[i+1]*30);}getch();closegraph();if((fp=fopen("D:\\myfile.txt","w"))==NULL){printf("cannot open the file exit!");exit(0); }for(i=0;i<j;i++){fprintf(fp,"t=%d\n",i);fprintf(fp,"x=%8.8f ",x[i]);fprintf(fp,"y=%8.8f ",y[i]);fprintf(fp,"z=%8.8f \n",z[i])；}fclose(fp);}程序运行结果为：t=990x=14.82098293 y=1.65518951 z=0.00000000t=991x=14.83753490 y=1.65518951 z=0.00000000t=992x=14.85408688 y=1.65518951 z=0.00000000t=993x=14.87063885 y=1.65518951 z=0.00000000t=994x=14.88719082 y=1.65518951 z=0.00000000t=995x=14.90374279 y=1.65518951 z=0.00000000 t=996x=14.92029476 y=1.65518951 z=0.00000000 t=997x=14.93684673 y=1.65518951 z=0.00000000 t=998x=14.95339870 y=1.65518951 z=0.00000000 t=999x=14.96995068 y=1.65518951 z=0.00000000以上数据只是输出结果的最后一部分数据。
流体力学试卷、习题及答案
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=0.065Pa·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υm=？（10分）4、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，d2=0.15m，过水流量若为Q=0.1m3/s，P1=1000N/m2时，不计损失的情况下，求水流对圆管的作用力及作用力的位置。
2020-2021大学《流体力学》期末课程考试试卷(含答案)
2020-2021《流体力学》期末课程考试试卷一、单项选择题（每题1分，共8分）1．不可压缩流体，可认为其密度在流场中（ ）。
A.随压强增加而增加 B.随压强减小而增加 C.随体积增加而减小 D.与压强变化无关 2．气体温度增加，气体粘度（ ）。
A.增加B.减小C.不变D.增加或减小 3．理想流体与实际流体的主要区别在于( )。
A.是否考虑易流动性B.是否考虑粘滞性C.是否考虑重力特性D.是否考虑惯性4．流体动力粘度的单位是( )A.m 2/sB.N/m 2C.N·sD.Pa·s 5．在列伯努利方程时，方程两边的压强项必须( ) A ．均为表压强 B.均为绝对压强C.同为表压强或同为绝对压强D.一边为表压强一边为绝对压强 6．在同一瞬时，位于流线上各个流体质点的速度方向总是在该点，且与此流线（ ）。
A.相切B.重合C.平行D.相交7．在缓变流的同一有效截面中，流体的压强分布满足（ ）A ．P ＝CB ．C Z gp=+ρC ．C 2gvg p 2=+ρ D ．C 2gv Z g p 2=++ρ 8．管路水力计算中的所谓长管是指（ ）A ． 长度很长的管路B ．总能量损失很大的管路C ．局部损失与沿程损失相比较可以忽略的管路D ．局部损失与沿程损失均不能忽略的管路二、判断题（对的打“√”，错的打“×”，每空1分，共10分）1. 气体的粘性小，随温度的升高其粘性减小；液体的粘性大，随温度的升高其粘性降低。
( )2. 当某点的表压力为负值时，说明该点存在真空。
( )3. 理想不可压缩流体是指没有粘性且密度为常数的流体。
( )4. 压力表实际测得的压强是绝对压强。
( )5. 拉格朗日法研究个别流体质点在不同时刻的运动情况，而欧拉法研究同一时刻流体质点在不同空间位置的运动情况。
( )6. 流线可以相交或转折。
( )7. 流量一定时，不可压缩恒定流体的过流断面愈大，则流速愈大。
水力学流体力学模拟题
重庆大学 流体力学 课程试卷学年 第 学期开课学院： 城环学院 课程号： 考试日期：考试方式：考试时间： 120 分钟一．填空题（共30分，每小题2分）1.均质不可压缩流体的定义为 。
2.在常压下,液体的动力粘度随温度的升高而 。
3.在渐变流过流断面上，动压强分布规律的表达式为 。
5.只要比较总流中两个渐变流断面上单位重量流体的 大小，就能判别出流动方向。
6.产生紊流附加切应力的原因是 。
7.在静止流体中，表面力的方向是沿作用面的 方向。
8.圆管紊流粗糙区的沿程阻力系数λ与 有关。
9.渐变流流线的特征是 。
10.任意空间点上的运动参数都不随时间变化的流动称为 。
11.局部水头损失产生的主要原因是 。
12.直径为d 的半满管流的水力半径R = 。
13.平面不可压缩流体的流动存在流函数的条件是流速x u 和y u 满足 方程 。
14.弗劳德数Fr 表征惯性力与 之比。
15.在相同的作用水头下,同样口径管嘴的出流量比孔口的出流量 。
二．（14分）如图所示，一箱形容器，高 1.5h m =，宽（垂直于纸面）2b m =，箱内充满水，压力表的读数为220/kN m ，用一半径1r m =的园柱封住箱的一角，求作用在园柱面上的静水总压力的大小与方向。
三．（14分）如图所示，一水平放置的管道在某混凝土建筑物中分叉。
已知主管直径3D m =，主管流量335/Q m s =，分叉管直径2d m =，两分叉管流量均为2Q ，分叉管转角060θ=，1-1断面中点的压强2294/p kN m =，不计水头损失，求水流对支座的作用力。
四.（14分）如图所示，长50L m =、直径0.21D m =的自流管，将水自水池引至吸水井中，然后用水泵送至水塔。
已知泵的吸水管直径0.2d m m =，管长6l m =， 泵的抽水量30.064/Q m s =，滤水网的局部阻力系数12 6.0ξξ==，弯头的局部阻力系数30.3ξ=，自流管和吸水管的沿程阻力系数0.02λ=。
(完整版)流体力学试题及答案..
流体力学复习题2013 制一、填空题1、1mmHO= 9.807 Pa2、描述流体运动的方法有欧拉法和拉格朗日法。
3、流体的主要力学模型是指连续介质、无粘性和不可压缩性。
4、雷诺数是反映流体流动状态的准数，它反映了流体流动时粘性力与惯性力的对比关系。
5、流量Q1和Q2,阻抗为S1和S2的两管路并联，则并联后总管路的流量Q为Q= Q1 + Q2，总阻抗S为__________ 。
串联后总管路的流量Q为Q=Q1=Q2,总阻抗S为S1+S2。
6、流体紊流运动的特征是脉动现行__________ ，处理方法是时均法 __________ 。
7、流体在管道中流动时，流动阻力包括沿程阻力和局部阻力。
&流体微团的基本运动形式有：平移运动、旋转流动和变形运动。
9、马赫数气体动力学中一个重要的无因次数，他反映了惯性力与弹性力的相对比值。
10、稳定流动的流线与迹线重合__________ 。
211、理想流体伯努力方程z R L 常数中，其中z卫称为测r 2g r压管水头12、一切平面流动的流场，无论是有旋流动或是无旋流动都存在流线 ,因而一切平面流动都存在流函数，但是，只有无旋流动才存在势函数。
13、雷诺数之所以能判别卫态__________ ，是因为它反映了惯性力和粘性力 __________ 的对比关系。
14、流体的主要力学性质有粘滞性、惯性、重力匸、表面张力性和压缩膨胀性。
15、毕托管是广泛应用于测量气体和水流一种仪器。
16、流体的力学模型按粘性是否作用分为理想气体和粘性气体。
作用与液上的力包括质量力,表面力。
17、力学相似的三个方面包括几何相似_________ 、运动相似 ________ 与________ 。
18、流体的力学模型是连续介质________ 模型。
2 19、理想气体伯努力方程p （Z1 -Z2）（g）亍中，2P （Z1-Z2）（g）称势压 __________________ ，p ——全2压 ______ ，- P （Z1 - Z2）（g）~2~称总压20、紊流射流的动力特征是 _________ 各横截面上的动量相等 ______ 。
流体力学试题库(含答案)
流体力学试题库（含答案）一、单选题（共40题，每题1分，共40分）1、（）的分子间隙最小。
A、固体B、流体C、气体D、液体正确答案：A2、金属压力表的读数值是()。
A、绝对压强B、相对压强C、绝对压强加当地大气压D、相对压强加当地大气压正确答案：B3、当容器内工质的压力大于大气压力，工质处于（）A、标准状态B、负压状态C、临界状态D、正压状态正确答案：D4、以绝对真空为基准点计算的压力值称为（）。
A、相对压力B、真空压力C、绝对压力D、真空度正确答案：C5、将极细测压管插入水中，毛细现象会使得液位（）A、都有可能B、不变C、上升D、下降正确答案：C6、在圆管流中，层流的断面流速分布为（）。
A、抛物线规律B、均匀规律C、对数曲线规律D、直线变化规律正确答案：A7、露天水池，水深5m处的相对压强为（）。
A、5kPaB、49kPaC、147kPaD、205kPa正确答案：B8、按连续介质的概念，流体质点是指（）A、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B、几何的点C、流体的分子D、流体内的固体颗粒正确答案：A9、沿程损失产生的原因是( )。
A、流体质点之间发生碰撞B、紊流流动C、流体与管壁面以及流体之间存在切应力D、流动存在旋涡正确答案：C10、伯努利方程说明，流体在水平管内定常流动中，压力下降（）A、都可能B、流速下降C、流速不变D、流速上升正确答案：D11、水沿水平放置的有压管道流动，已知管径为100毫米，流量为0.0314立方米／秒，则平均流速为（）A、3.14米／秒B、4米／秒C、2米／秒D、1米／秒正确答案：B12、球形阀的阀体制成流线型是为了（）。
A、减少流动阻力损失B、减少沿程阻力损失C、制造方便D、外形美观正确答案：A13、沿程水头损失随水流的流程增长而（）。
A、减少B、不确定C、增大D、不变正确答案：C14、伯努利方程中Z+P/ρg表示（）A、通过过流断面的流体所具有的总机械能B、单位质量流体具有的机械能C、单位体积流体具有的机械能D、单位重量流体具有的测压管能头正确答案：D15、在圆管中，粘性流体的流动是层流还是紊流状态，主要依据于( )。
(8)重庆大学流体力学本科课堂测试题集
重庆大学流体力学本科课堂测试题集一元流体动力学基础1.直径为150mm 的给水管道，输水量为h kg /7.980，试求断面平均流速。
解：由流量公式vA Q ρ= 注意：()vA Q s kg h kg ρ=⇒→//AQ v ρ=得：s m v /0154.0= 2.断面为300mm ×400mm 的矩形风道,风量为2700m 3/h,求平均流速.如风道出口处断面收缩为150mm ×400mm,求该断面的平均流速解：由流量公式vA Q = 得：A Q v = 由连续性方程知2211A v A v = 得：s m v /5.122=3.水从水箱流经直径d 1=10cm,d 2=5cm,d 3=2.5cm 的管道流入大气中. 当出口流速10m/ 时,求(1)容积流量及质量流量;(2)1d 及2d 管段的流速解：(1)由s m A v Q /0049.0333==质量流量s kg Q /9.4=ρ(2)由连续性方程：33223311,A v A v A v A v ==得：s m v s m v /5.2,/625.021==4.设计输水量为h kg /1.2942的给水管道，流速限制在9.0∽s m /4.1之间。
试确定管道直径，根据所选直径求流速。
直径应是mm 50的倍数。
解：vA Q ρ= 将9.0=v ∽s m /4.1代入得343.0=d ∽m 275.0∵直径是mm 50的倍数，所以取m d 3.0=代入vA Q ρ= 得m v 18.1=5.圆形风道，流量是10000m 3/h,，流速不超过20 m/s 。
试设计直径，根据所定直径求流速。
直径规定为50 mm 的倍数。
解：vA Q = 将s m v /20≤代入得：mm d 5.420≥ 取mm d 450=代入vA Q = 得：s m v /5.17=6.在直径为d 圆形风道断面上，用下法选定五个点，以测局部风速。
设想用和管轴同心但不同半径的圆周，将全部断面分为中间是圆，其他是圆环的五个面积相等的部分。
重庆大学流体力学课程试卷
A卷B卷开卷闭卷 其他，2227.7kN()4z H O H O DP V L πγγ=⋅=⋅⋅=↑7.7kN()z P P ==↑过圆柱中心2. 图示水泵给水系统，输水流量Q =100l/s ，水塔距与水池液面高差H=20m水管长度l1=200m ，管径d1=250mm ，压力管长度l2=600m ，管径d2=200mm 空度为7.5m,吸水管与压力管沿程阻力系数分别为λ1=0.025，λ2=0.02，分别为： EMBED Equation.DSMT4 1 2.5ξ=, 20.5ξ=2f h gp z gp z +++=++2222222111υγυγ18.908.96.1902++=+p p 2=9.8kN/m 2（1分） 控制体，受力分析如图： （2分）615.06.1942.042121=⨯⨯==ππp d P kN308.08.942.042222=⨯⨯==ππp d P kN（5分） 列x 动量方程：)185.3185.3(1.01308.0615.0)(1221--⨯⨯=-+--=-+=∑R Q R P P FxυυρR=1.56kN4. 已知：u x =-kx ， u y =ky ，求：1）加速度；2）流函数；3）问该流动是有涡流还是无涡流，若为无涡流求其势函数。
（15分）解： 加速度（4分） 22x y a k xa k y==流函数ψ（4分）ckxy kydxdy kx dx u dy u y x +-=--=-=⎰⎰ψ（4分） 000)(5.0=-=∂∂-∂∂=yu xu xy z ω 是无旋流（3分）Cky kx kydyxdx k dy u dx u y x ++-=+-=+=⎰⎰225.05.0ϕ5．一梯形断面明渠均匀流动，已知：粗糙系数n=0.025，边坡系数m=1，渠底宽为b=10m ，水深h=2m ，渠底过流能力76.12=Q m 3/s 。
求渠道的底坡i 。
（10分）解：（2分） 224)210(2)(m mh b h A =+=+=（2分）mm h b X 657.151********2=+⨯⨯+=++=（2分） m X AR 533.1==（2分） 951.42161==R n C（2分） 76.12==Ri AC Q i=0.0001。
流体力学(流体动力学)历年真题试卷汇编1
流体力学（流体动力学）历年真题试卷汇编1(总分：72.00，做题时间：90分钟)一、简答题(总题数：8，分数：16.00)1.(重庆大学2007年考研试题)什么叫流线?在什么情况下，流线和迹线重合?（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：流线是指在某一时刻，各点的切线方向与通过该点的流体质点的速度方向重合的空间曲线在定常流动中，流线形状不随时间改变，流线与迹线重合。
)解析：2.(中国石油大学2005年考研试题)简述流线、迹线及其主要区别。
（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：把某一质点在连续时间过程内所占据的空间位置量成线，就是迹线，迹线就是流体质点在一段时间内运动的轨迹线，一般用拉格郎日法研究。
流线是某一瞬时在流场中绘出的曲线，在这条曲线上所有质点的速度矢量都和该曲线相切，一般用欧拉法研究。
)解析：3.(中国石油大学2004年考研试题)简述质量力、表面力的作用面及大小。
（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：质量力作用于流体每一质点上，大小与作用的流体质量成正比；表面力作用于流体表面上，大小与受作用的流体表面积成正比。
)解析：4.(中国石油大学2006年考研试题)写出平衡流体微分方程、等压面微分方程以及理想流体运动微分方程。
（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________正确答案：(等压面的微分方程： dp=p(Xdx+ydy+Zdz)=0)解析：5.(中国石油大学2005年考研试题)简述流体运动的迁移加速度。
(完整版)流体力学重大真题
重庆大学年招收攻读硕士学位研究生入学考试试卷科目代码：科目名称：流体力学总分：分特别提醒考生：答题一律做在答题纸上（包括填空题、选择题、改错题等），直接做在试题上的按零分记。
一、选择题（本大题共小题，每小题分，共分）1.牛顿摩擦定律表明，决定流体内部切应力的因素是（）.动力粘度和速度.动力粘度和压强.动力粘度和速度梯度.动力粘度和作用面积2.在质量力仅为中立时，水和水银所受的单位质量力和的大小为（）< > .不定3.某点的真空度为，同高程的大气压为，该点的绝对压强是（）. .4.静止流体中存在（）.压应力.剪应力.压应力和剪应力.压应力和拉应力5.物体在原静止的流体中作等速直线运动时，从固定在空间的坐标系中观察，物体运动引起的流体运动是（）.恒定流.非恒定流.均匀流.不能确定6.圆管流动过断面上切应力为（）.管轴处为零，且管壁处为最大.沿径向不变.管壁处为零，且管轴处为最大.管轴处为零7.圆管紊流光滑区的沿程阻力系数λ（）.与雷诺数有关.与管壁相对粗糙度有关.与和有关.与和管长有关8.断面面积相等的圆管和方管，长度、作用水头和管壁相对粗糙度均相同，流动处于阻力平方区，则通过过流断面的流量比方圆为（ ）.2π .2π .2π9.密度、速度、长度和动力粘度的无量纲组合是（ ） A.μlpv 2.μlp v 2.μlvp 22.μpvl10.并联管道、，两管材料、直径相同，长度，两管的水头损失关系为（ ）二、简答题（本大题共小题，每小题分，共分）1.什么是等压面？试分别写出绝对静止液体中的等压面方程和等角速度旋转圆简中液体的等压面方程。
2.液体和气体的粘度随温度变化趋势是一样的吗？3.什么叫流体静压强？它的主要特性是什么？4.静力学基本方程C gpz =+ρ及其各项的物理意义是什么？ 5.试简述总流伯努利方程的使用条件。
6.不可压缩流体流动的相似准则数有哪几个？它们的表达式是什么？7.什么是过流断面？在渐变流的过流断面上，压强分布是什么？8.形成层流和紊流切应力的主要原因是什么？9.什么叫流线？在什么情况下，流线和迹线重合？.在正常稳定的工作条件下，作用水头相同、面积相同的孔口和圆柱形外接管嘴，过 流能力是否相同？原因何在？三、（分）不同管径的两管道的连接处出现界面突然扩大。
流体力学考试题及参考答案
流体力学考试题及参考答案一、单选题（共48题，每题1分，共48分）1.下列流体的作用力不是质量力的是( )。
A、粘性内摩擦力B、电磁力C、惯性力D、重力正确答案：A2.（）管路各段阻力损失相同。
A、分支管系B、并联管系C、串联管系D、短管管系正确答案：B3.沿程水头损失随水流的流程增长而（）。
A、不变B、增大C、减少D、不确定正确答案：B4.伯努利方程中Z+P/ρg表示（）A、单位体积流体具有的机械能B、单位质量流体具有的机械能C、单位重量流体具有的测压管能头D、通过过流断面的流体所具有的总机械能正确答案：C5.下列属于质量力的是（）。
A、剪切力B、压力C、重力D、表面张力正确答案：C6.下列哪些一般当做不可压缩流体（）A、水银B、氮气C、氧气D、空气正确答案：A7.流体的切应力（）。
A、仅仅取决于分子的动量交换B、当流体处于静止状态时，由于内聚力，可以产生C、仅仅取决于内聚力D、当流体处于静止状态时不会产生正确答案：D8.当容器内工质压力大于大气压力时，工质处于（）状态。
A、负压B、临界C、标准D、正压正确答案：D9.某变径管的雷诺数之比Re1：Re2=1:4，则其管径之比d1：d2为（）。
A、02:01B、04:01C、01:04D、01:02正确答案：C10.液体的流动状态用（）来判别。
A、达西公式B、声速C、牛顿内摩擦定律D、雷诺数正确答案：D11.汽轮机轴封压力为30千帕，其绝对压力是（）。
A、71千帕B、171千帕C、30千帕D、130千帕正确答案：D12.动量方程中，ΣF表示作用在控制体内流体上的力是（）A、总表面力B、合外力C、总压力D、总质量力正确答案：B13.在圆管流中，紊流的断面流速分布为（）。
A、均匀规律B、直线变化规律C、抛物线规律D、对数曲线规律正确答案：D14.凝结水泵布置在-1米层，凝汽器压力为-90千帕，其入口绝对压力是（）。
A、90千帕B、10千帕C、1千帕D、21千帕正确答案：D15.变直径管流，细管段直径d1，粗管段直径d2=2d1，两断面雷诺数的关系是（）。
重庆大学流体力学模拟试题
流体力学模拟试题一．填空题等（共45分）● 填空题（共4小题，每小题3分，共12分）1．煤气管上某点的压强为100mm 水柱，相当于 N/m 2。
2．在渐变流过流断面上，动压强分布规律的表达式为 。
3．只要比较总流中两个渐变流过流断面上单位重量流体的 大小，就能判断出流动方向。
4．设管道的直径为d ，半满管流的水力半径R= 。
● 名词解释题（共3小题，共8分）5．理想流体（2分）6．流线（3分）7．过流断面（3分）● 单项选择题（共5小题，每小题4分，共20分）8．一封闭容器，水表面上气体压强的真空度kPa p v10=，水深2m 处的相对压强为A. –10 kPaB. 9.6 kPaC. 19.6 kPaD. 29.6 kPa9．园管层流中，沿程水头损失与速度的A. 0.5次方成正比B. 1.0次方成正比C. 1.75次方成正比D. 2.0次方成正比10.紊流附加切应力2τ等于A.y x u u ''ρB. y x u u ''-ρC. y x u u ''D. y x u u ''-11．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A.21l l h h >B. 21l l h h <C. 21l l h h = D .h l1 =h m 阀 12．弗劳德数的物理意义为A. 惯性力与重力之比B. 惯性力与黏滞力之比C. 压力与惯性力之比D. 黏滞力与重力之比 ● 作图题（1小题， 5分）水 水银题1图 13．试画出曲面AB 和CD 的压力体，并分别标明这两个曲面液体总压力竖向分力的方向。
二．计算题（共55分）1、如图所示，用多管水银测压计测水箱表面的压强。
图中高程的单位为m 。
试求水箱表面的相对压强。
（ 水银的密度3/13600m kg =ρ） （15分）2、文丘里流量计倾斜安装如图示。
(完整版)流体力学重大真题
重庆大学年招收攻读硕士学位研究生入学考试试卷科目代码：科目名称：流体力学总分：分特别提醒考生：答题一律做在答题纸上（包括填空题、选择题、改错题等），直接做在试题上的按零分记。
一、选择题（本大题共小题，每小题分，共分）1. 牛顿摩擦定律表明，决定流体内部切应力的因素是（）.动力粘度和速度.动力粘度和压强.动力粘度和速度梯度.动力粘度和作用面积2. 在质量力仅为中立时，水和水银所受的单位质量力和的大小为（）< > .不定3. 某点的真空度为，同高程的大气压为，该点的绝对压强是（）4. 静止流体中存在（）.压应力.剪应力.压应力和剪应力.压应力和拉应力5. 物体在原静止的流体中作等速直线运动时，从固定在空间的坐标系中观察，物体运动引起的流体运动是（）.恒定流.非恒定流.均匀流.不能确定6. 圆管流动过断面上切应力为（）.管轴处为零，且管壁处为最大.沿径向不变.管壁处为零，且管轴处为最大.管轴处为零7•圆管紊流光滑区的沿程阻力系数入（）.与雷诺数有关.与管壁相对粗糙度有关.与和有关39•密度、速度、 长度和动力粘度的无量纲组合是（2P v12 2P v lpvl10.并联管道、，两管材料、直径相同，长度，两管的水头损失关系为（二、简答题（本大题共小题，每小题分，共分）1•什么是等压面？试分别写出绝对静止液体中的等压面方程和等角速度旋转圆简中液 体的等压面方程。
2•液体和气体的粘度随温度变化趋势是一样的吗? 3•什么叫流体静压强？它的主要特性是什么?4•静力学基本方程z — C 及其各项的物理意义是什么?g 5•试简述总流伯努利方程的使用条件。
6•不可压缩流体流动的相似准则数有哪几个？它们的表达式是什么? 7•什么是过流断面？在渐变流的过流断面上，压强分布是什么? 8•形成层流和紊流切应力的主要原因是什么？ 9•什么叫流线？在什么情况下，流线和迹线重合？•在正常稳定的工作条件下，作用水头相同、面积相同的孔口和圆柱形外接管嘴，过 流能力是否相同？原因何在？三、（分）不同管径的两管道的连接处出现界面突然扩大。
(8)重庆大学流体力学本科课堂测试题集讲解
重庆大学流体力学本科课堂测试题集一元流体动力学基础1.直径为150mm 的给水管道，输水量为h kg /7.980，试求断面平均流速。
解：由流量公式vA Q ρ= 注意：()vA Q s kg h kg ρ=⇒→//AQ v ρ=得：s m v /0154.0= 2.断面为300mm ×400mm 的矩形风道,风量为2700m 3/h,求平均流速.如风道出口处断面收缩为150mm ×400mm,求该断面的平均流速解：由流量公式vA Q = 得：A Q v = 由连续性方程知2211A v A v = 得：s m v /5.122=3.水从水箱流经直径d 1=10cm,d 2=5cm,d 3=2.5cm 的管道流入大气中. 当出口流速10m/ 时,求(1)容积流量及质量流量;(2)1d 及2d 管段的流速解：(1)由s m A v Q /0049.0333==质量流量s kg Q /9.4=ρ(2)由连续性方程：33223311,A v A v A v A v ==得：s m v s m v /5.2,/625.021==4.设计输水量为h kg /1.2942的给水管道，流速限制在9.0∽s m /4.1之间。
试确定管道直径，根据所选直径求流速。
直径应是mm 50的倍数。
解：vA Q ρ= 将9.0=v ∽s m /4.1代入得343.0=d ∽m 275.0∵直径是mm 50的倍数，所以取m d 3.0=代入vA Q ρ= 得m v 18.1=5.圆形风道，流量是10000m 3/h,，流速不超过20 m/s 。
试设计直径，根据所定直径求流速。
直径规定为50 mm 的倍数。
解：vA Q = 将s m v /20≤代入得：mm d 5.420≥ 取mm d 450=代入vA Q = 得：s m v /5.17=6.在直径为d 圆形风道断面上，用下法选定五个点，以测局部风速。
设想用和管轴同心但不同半径的圆周，将全部断面分为中间是圆，其他是圆环的五个面积相等的部分。
多套完整流体力学试卷及答案(期末考试)
多套完整流体力学试卷及答案(期末考试)流体力学试卷及答案一一判断题根据牛顿内摩擦定律当流体流动时流体内部内摩擦力大小与该处的流速大小成正比一个接触液体的平面壁上形心处的水静压强正好等于整个受压壁面上所有各点水静压强的平均值流体流动时只有当流速大小发生改变的情况下才有动量的变化在相同条件下管嘴出流流量系数大于孔口出流流量系数稳定定常流一定是缓变流动水击产生的根本原因是液体具有粘性长管是指运算过程中流速水头不能略去的流动管路所谓水力光滑管是指内壁面粗糙度很小的管道外径为D内径为d的环形过流有效断面其水力半径为凡是满管流流动任何断面上的压强均大于大气的压强二填空题1某输水安装的文丘利管流量计当其汞-水压差计上读数通过的流量为分析当汞水压差计读数通过流量为 Ls2运动粘度与动力粘度的关系是其国际单位是3因次分析的基本原理是具体计算方法分为两种4断面平均流速V与实际流速u的区别是5实际流体总流的伯诺利方程表达式为其适用条件是6泵的扬程H是指7稳定流的动量方程表达式为8计算水头损失的公式为与9牛顿内摩擦定律的表达式其适用范围是10压力中心是指三简答题稳定流动与不稳定流动产生流动阻力的原因串联管路的水力特性如何区分水力光滑管和水力粗糙管两者是否固定不变静压强的两个特性连续介质假设的内容实际流体总流的伯诺利方程表达式及其适用条件因次分析方法的基本原理欧拉数的定义式及物理意义压力管路的定义长管计算的第一类问题作用水头的定义喷射泵的工作原理动量方程的标量形式等压面的特性空间连续性微分方程式及其物理意义分析局部水头损失产生的原因雷诺数富劳德数及欧拉数三个相似准数的定义式及物理意义流线的特性四计算题1如图所示将一平板垂直探入水的自由射流中设平板截去射流的部分流量Q1＝0012m3s并引起射流的剩余部分偏转一角度已知射流速度为30ms总流量Q0＝0036m3s不计重量及水头损失求射流加于平板上的力2有泵管路如图所示流量泵的吸入管长沿程阻力系数总局部阻力系数为压力管长管径为求1已知泵入口处真空表读数求吸入高度2两个液面高差求泵的扬程3水平直管半径为R不可压缩流体作层流流动其半径处点流速为并等于管内平均流速V 求证4如图所示一贮水容器器壁上有两个半球形盖设试分别求出作用在两个球盖上的液体总压力5如图水泵进水系统h 3m管径d 025m1、2断面间的总水头损失断面2处的真空度为求流量参考答案一判断题×√×√××××√×二填空题3 Ls斯因次和谐的原理稳定流不可压缩流体作用于流体上的质量力只有重力所取断面为缓变流动单位重量液体所增加的机械能是指在温度不变的条件下随着流速梯度的变化μ值始终保持一常数串联管路无中途分流和合流时流量相等阻力叠加串联管路总水头损失等于串联各管段的水头损失之和后一管段的流量等于前一管段流量减去前管段末端泄出的流量静压强的两个特性---1静压强的方向是垂直受压面并指向受压面2任一点静压强的大小和受压面方向无关或者说任一点各方向的静压强均相等连续介质假设的内容---即认为真实的流体和固体可以近似看作连续的充满全空间的介质组成物质的宏观性质依然受牛顿力学的支配这一假设忽略物质的具体微观结构而用一组偏微分方程来表达宏观物理量如质量数度压力等这些方程包括描述介质性质的方程和基本的物理定律如质量守恒定律动量守恒定律等其适用条件是稳定流不可压缩流体作用于流体上的质量力只有重力所取断面为缓变流动因次分析方法的基本原理---就是因次和谐的原理根据物理方程式中各个项的因次必须相同将描述复杂物理现象的各个物理量组合而成无因次数群π从而使变量减少其物理意义为压力与惯性力的比压力管路的定义---凡是液流充满全管在一定压差下流动的管路都称为压力管路长管计算的第一类问题已知管径管长和地形当一定流量的某种液体通过时确定管路中的压力降或确定起点所需的压头或计算水利坡降作用水头的定义----任意断面处单位重量水的能量等于比能除以重力加速度含位置水头压力水头和速度水头单位为m三个方程为动量方程的标量形式等压面的特性---作用于静止流体中任一点上的质量力必定垂直于通过该点的等压面空间连续性微分方程式及其物理意义---其物理意义为流体在单位时间内经过单位体积空间流出与流入的质量差与其内部质量变化的代数和为零分析局部水头损失产生的原因--- a 任何断面形状的改变都必将引起流速的重新分布因而附加了流体间的相对运动和流体质点的急剧变形结果导致质点间附加摩擦和相互撞击使流体能量受到损失液流中流速重新分布 b 流速的重新分布总是伴随有流动分离和旋涡的形成在旋涡区由于粘性的存在便有摩擦的能量损失在旋涡中粘性力作功 c 在旋涡区中又有质点被主流所带走即有动量交换因而消耗运动流体的能量流体质点的混掺引起的动量变化雷诺数富劳德数及欧拉数三个相似准数的定义式及物理意义---雷诺数惯性力与粘性力之比富劳德数惯性力与重力之比欧拉数压力与惯性力之比流线的特性--- 1 在定常流动时因为流场中各流体质点的速度不随时间变化所以通过同一点的流线形状始终保持不变因此流线和迹线相重合而在非定常流动时一般说来流线要随时间变化故流线和迹线不相重合2 通过某一空间点在给定瞬间只能有一条流线一般情况流线不能相交和分支否则在同一空间点上流体质点将同时有几个不同的流动方向只有在流场中速度为零或无穷大的那些点流线可以相交这是因为在这些点上不会出现在同一点上存在不同流动方向的问题速度为零的点称驻点速度为无穷大的点称为奇点3 流线不能突然折转是一条光滑的连续曲线4 流线密集的地方表示流场中该处的流速较大稀疏的地方表示该处的流速较小盖对于盖其压力体体积为方向↑左面水平的盖为盖对于盖静水压力可分解成水平及铅重两个分力其中水平方向分力方向←铅重方向分力方向↓解列自由液面1-1和2－2断面的伯诺利方程v v2得v 149 ms Q v答流量为《工程流体力学》试卷二名词解释1雷诺数 2流线 3压力体 4牛顿流体 5欧拉法 6拉格朗日法7湿周 8恒定流动 9附面层 10卡门涡街11自由紊流射流12流场 13无旋流动14贴附现象15有旋流动16自由射流17浓差或温差射流 18音速19稳定流动20不可压缩流体21驻点22自动模型区是非题流体静止或相对静止状态的等压面一定是水平面平面无旋流动既存在流函数又存在势函数附面层分离只能发生在增压减速区等温管流摩阻随管长增加而增加速度和压力都减少相对静止状态的等压面一定也是水平面平面流只存在流函数无旋流动存在势函数流体的静压是指流体的点静压流线和等势线一定正交附面层内的流体流动是粘性有旋流动亚音速绝热管流摩阻随管长增加而增加速度增加压力减小相对静止状态的等压面可以是斜面或曲面超音速绝热管流摩阻随管长增加而增加速度减小压力增加壁面静压力的压力中心总是低于受压壁面的形心相邻两流线的函数值之差是此两流线间的单宽流量附面层外的流体流动时理想无旋流动处于静止或相对平衡液体的水平面是等压面流体的粘滞性随温度变化而变化温度升高粘滞性减少温度降低粘滞性增大流体流动时切应力与流体的粘性有关与其他无关填空题11mmH2O Pa2描述流体运动的方法有和3流体的主要力学模型是指和不可压缩性4雷诺数是反映流体流动状态的准数它反映了流体流动时与的对比关系5流量Q1和Q2阻抗为S1和S2的两管路并联则并联后总管路的流量Q 为总阻抗S为串联后总管路的流量Q为总阻抗S 为6流体紊流运动的特征是处理方法是7流体在管道中流动时流动阻力包括和8流体微团的基本运动形式有和9马赫数气体动力学中一个重要的无因次数他反映了与的相对比值10稳定流动的流线与迹线11理想流体伯努力方程常数中其中称为水头12一切平面流动的流场无论是有旋流动或是无旋流动都存在因而一切平面流动都存在但是只有无旋流动才存在13雷诺数之所以能判别是因为它反映了和的对比关系14流体的主要力学性质有和15毕托管是广泛应用于测量和一种仪器16流体的力学模型按粘性是否作用分为和作用与液上的力包括17力学相似的三个方面包括与18流体的力学模型是模型19理想气体伯努力方程中称称全压称总压20紊流射流的动力特征是21流体的牛顿内摩擦定律的表达式 u的单位为22浓差或温差射流的热力特征是23流体微团的运动是由运动运动运动和运动四种基本运动形式符合而成24几何相似是力学相似的运动相似是模型实验的动力相似是运动相似的25欧拉准数是和的相对比值26马赫数M反映了惯性力和相对比值27流体流动的状态分为和28弗鲁得准数反映了和相对比值四选择题1按连续介质的概念流体质点是指A流体的分子 B流体内的固体颗粒 C无大小的几何点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2一下哪种流体为非牛顿流体A空气 B清水 C血液 D酒精3绝对压强P相对压强p真空值p当地大气压强之间的关系是AP p p Bp P Cp - P4圆管层流过流断面的流速分布为A均匀分布 B对数曲线分布 C二次抛物线分布5一下那些概念属于欧拉法A流线 B迹线 C液体质点 D液体微团6圆管紊流粗糙区的沿程摩阻系数A与雷诺数Re有关 B与管壁相对粗糙度有关C与Re和有关 D与和管长l有关7速度V长度l时间t的无量纲组合是A B C D8圆管断面直径由d1突然扩大到d2若将一次扩大改为两级扩大则该扩大的局部水头损失A减小 B不变 C增大9在圆管流动中层流的断面速度分布符合A均匀规律 B直线变化规律 C抛物线变化规律 D对数曲线规律10流线与流线通常情况下A能相交也能相切 B仅能相交不能相切C仅能相切不能相交 D既不能相交也不能相切11速度v密度压强p的无量纲集合是A B C D12雷诺数代表的是之比A惯性力与压力 B惯性力与重力C惯性力与表面张力 D惯性力与粘性力13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A B C D14一维流动中截面积大处速度小截面积小处速度大成立的条件是A理想流体 B粘性流体 C可压缩流体 D不可压缩流体15弹簧管压力表的读数是A绝对压强 B相对压强C绝对压强加当地大气压 D相对压强加当地大气压16静水中斜置平面壁的形心淹没深hc与压力中心淹没深hD的关系是 A大于 B小于 C等于 D无规律17某风管的断面尺寸为则该风管的当量直径是A B C D18有一变直径管流小管直径d1大管直径d2 2d1则两断面雷诺数的关系是A B C D19下列流体哪个属于牛顿流体A汽油 B纸浆 C血液 D沥青五简答题1流体静压强的特性是什么2尼古拉兹实验分区级意义是什么3附面层提出的意义4温差或浓差射流弯曲产生的原因是什么5附面层分离的原因是什么6运动粘滞系数r的物理意义是什么7流体动力粘滞系数u的物理意义是什么8元流的特性是什么9伯努利方程常数中各项的物理意义10管网水力计算遵循的原则是什么11水击水锤现象及产生的原因是什么12管嘴出流产生真空的原因和条件是什么13自由紊流射流的运动动力特征是什么14射流弯曲产生的原因15绕流升力产生的原因16毕托管是广泛应用于测量水流和气流的一种仪器试画出其示意图并说明其工作原17简要说明管道流动局部阻力损失产生的机理18下式不可压缩流体N-S方程中各项的物理意义是什么六计算题1有一钢板制风管断面尺寸为s气体运动粘滞系数为150×s判断管内气体的流态2一高压管末端接喷嘴如下图所示已知喷嘴出口直径为管道直径为40水在管中流量Q为04s求管嘴对水流的作用力3已知不可压缩流体的流速分量为问该流动是否为无旋流动4已知平面流动的速度分量为求当t 1是过M11的流线方程5一车间用直径为的风口送风风口风速为s如长度比例常数为4确定实验模型风口风速若在模型内测得某点气流速度为s则车间相应点的速度为多少已知空气的运动粘滞系数为s进行实验已知模型中水流速度为s实测模型桥墩受水流作用力为4N求原型中相应的流速与作用力7在水平放置的管线中接弯管直径从600逐渐减小到300水流方向偏转如图所示在直径较大一端压强为172kN求作用于弯管上的力的大小和方向①当水不流动时②当通过的流量为876Ls时8一弧形闸门AB宽闸门转轴恰好与水面平齐求作用于闸门的水静压力9如下图所示一水箱侧面开孔并接有一直径为的短管形成管嘴出流已知作用水头H 管嘴出流流量系数u 082试问①管嘴出流流量Q②靠近水箱一侧管嘴内壁形成真空的原因是什么③合适的管嘴长度是多少10如图所示一水平射流冲击光滑平板流量为求①平板所受的冲击力②流量Q1和Q211如下图所示水箱侧壁接出一根由两段不同管径所组成的管道已知两管短长均为L 沿程阻力系数求管道中水的流量流速参考答案一名词解释1雷诺数是反应流体流动状态的数雷诺数的大小反应了流体流动时流体质点惯性力和粘性力的对比关系2流线流场中在某一时刻给点的切线方向与通过该点的流体质点的刘速方向重合的空间曲线称为流线3压力体压力体是指三个面所封闭的流体体积即底面是受压曲面顶面是受压曲面边界线封闭的面积在自由面或者其延长面上的投影面中间是通过受压曲面边界线所作的铅直投影面4牛顿流体把在作剪切运动时满足牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体5欧拉法研究流体力学的一种方法是指通过描述物理量在空间的分布来研究流体运动的方法6拉格朗日法通过描述每一质点的运动达到了解流体运动的方法称为拉格朗日法7湿周过流断面上流体与固体壁面接触的周界称为湿周8恒定流动流场中流体流速及由流速决定的压强粘性力惯性力等也不随时间变化的流动9附面层粘性较小的流体在绕过物体运动时其摩擦阻力主要发生在紧靠物体表面的一个流速梯度很大的流体薄层内这个薄层即为附面层 10卡门涡街当流体经绕流物体时在绕流物后面发生附面层分离形成旋涡并交替释放出来这种交替排列有规则的旋涡组合称为卡门涡街 11自由紊流射流当气体自孔口管嘴或条缝以紊流的形式向自由空间喷射时形成的流动即为自由紊流射流12流场充满流体的空间13无旋流动流动微团的旋转角速度为零的流动14贴附现象贴附现象的产生是由于靠近顶棚流速增大静压减少而射流下部静压大上下压差致使射流不得脱离顶棚15有旋流动运动流体微团的旋转角速度不全为零的流动16自由射流气体自孔口或条缝向无限空间喷射所形成的流动17浓差或温差射流射流介质本身浓度或温度与周围气体浓度或温度有差异所引起的射流18音速音速即声速它是弱扰动波在介质中的传播速度19稳定流动流体流动过程与时间无关的流动20不可压缩流体流体密度不随温度与流动过程而变化的液体21驻点流体绕流物体迎流方向速度为零的点22自动模型区当某一相似准数在一定的数值范围内流动的相似性和该准数无关也即原型和模型的准数不相等流动仍保持相似准数的这一范围称为自动模型区二是非题1错误 2正确 3正确 4错误 5错误 6正确 7正确8正确 9正确 10正确 11正确 12正确 13正确 14正确15正确 16错误 17错误 18错误三填空题198072欧拉法拉格朗日法3连续介质无粘性4惯性力粘性力5Q Q1Q2Q Q1 Q2S S1S26脉动现象时均法7沿程阻力局部阻力8平移运动旋转流动变形运动9惯性力弹性力10重合11测压管12流线流函数势函数13流态惯性力粘性力14惯性重力性粘滞性压缩性和热胀性表面张力特性15气体水流16理想气体粘性气体质量力表面力17几何相似运动相似动力相似18连续介质19势压20各横截面上的动量相等2122各截面的相对焓值相等23平移旋转线变形角变形24前提目的保证25压力26弹性力27层流紊流28重力惯性力四选择题1-5DCCCA 6-10BDACC 11-15DDCDB 16-19BADA五简答题1流体静压强的方向是沿着作用面的内法线方向在静止或相对静止的流体中任一点流体静压强的大小作用面方向无关只与该点的位置有关2①层流区②临界过渡区③紊流光滑区④紊流过度区⑤紊流粗糙区意义比较完整地反应了沿程阻力系数的变化规律揭示了沿程阻力系数变化的主要因素3在于将流场划分为两个计算方法不同的区域即势流区和附面层在附面层外的势流区按无旋流动理想流体能量方程或动量方程求解在附面层内按粘性有旋流动流体能量方程或N-S方程求解4浓差或温差射流由于浓度或温度不同引起射流介质密度与周围其气体密度与周围气体密度不同所受的重力与浮力不相平衡使得整个射流将发生向上或向下的轴弯曲5当流体绕流曲面体流动时在减压增速区流动维持原来的附面层流动进入增压减速区时流体质点受到与主流方向相反的压差作用将产生方向的回流而附面层外的流体仍保持原有的前进这样回流和前进这两部分运动方向相反的流体相接触就形成旋涡旋涡的产生使得附面层与壁面发生分离6流体运动粘滞系数r表征单位速度梯度作用下的切应力对单位体积质量作用产生的阻力加速度具有运动学要素7流体动力粘滞系数u表征单位速度梯度作用下的切应力反映了粘滞的动力性质8元流的特性元流的边界由流线组成流体质点不能出入元流元流断面上的流速和压强是均匀分布9Z断面对基准面高度水力学中称位置水头单位位能在断面压强作用下流体沿测压管所能上升的高度压强水头单位位能断面以速度u为初速度的铅直向上射流所能达到的理论的高度流速水头单位位能10①任一节点流入和流出的流量相等②任一闭合环路中如规定顺时针方向流动的阻力损失为正反之为负则各管段阻力损失的代数和必等于零11有压管路中运动着的液体由于阀门或水泵突然关闭使得液体的速度和动量发生急剧变化从而造成液体压强骤然变化该现象就是水击水锤现象产生的原因①液体的可压缩性②管道材质的弹性12原因是流体质点流动时由于有惯性因而流线不能成折线是光滑的曲线所以能够形成真空区域条件是管嘴长度为管径的3～4倍作用水头H0极限值为13在自由紊流射流的主体段射流各断面上速度分布是相似的轴线速度越来越小横截面积越来越大质量流量也越来越大个横截面上的动量守恒14在温差射流场中由于气流密度与周围的气体的不同射流气体所受的浮力与重力不相平衡使整个射流发生向下或向上弯曲15当绕流物体为非对称形或虽为对称但其对称轴与来流方向不平行时在绕流物体上部流线较密流速大下部流线较疏流速小则上部压强小下部压强大上下部存在压强差由此产生向上的力称为升力16见第五版书P6117略18X是作用在流体微团上的单位质量力是作用在流体微团上单位质量流体的压力是作用在流体微团上单位质量流体粘性偏应力的合力是流体质点的加速度六计算题1解所以管内气体为紊流流动2解如图所示由连续性方程得ss以轴线为基准面列1-2断面的伯努利方程则设喷嘴对水流的作用力为F沿水流方向列动量方程并取得3①检查流动是否无旋两者相等故为无旋流动②求速度势函数4根据流线方程定义得流线方程当t 1时化简得xdyydxdy-dx 0积分xyy-xc 0流线通过11点即1×11-1c 0 得c -1将c -1带入上式得xyy-x-1 0化简得x1y-1 05根据相似原理可得实验模型风口直径为原型雷诺数为Ren 60×0500000157 1910828 50000所以气流处于阻力平方区可采用粗糙度较大的管道则阻力平方区的最低雷诺数为50000 则相应的模型气流出口速度Vm为Vm×012500000157 50000Vm 628ms流速比尺为若在模型内测得某点气流速度为30ms 则车间相应点的速度为Vn 30×0955 287ms6经分析可知此流动的主要作用力是重力所以决定性相似准数为付鲁德准数由付鲁德模型律可知由付鲁德准数相等推理得所以s由欧拉准数相等推理得7建立下图所示的坐标水流方向如图所示当水流不动时P1 P2 172kN设FxFy为水流作用于弯管的分力如图X方向Y方向0-172×14×314×30010002×086-105kN对弯管的合力。
流体力学考试试题(附答案)
一、单项选择题1．与牛顿内摩擦定律有关的因素是〔A〕A压强、速度和粘度；B流体的粘度、切应力与角变形率；C切应力、温度、粘度和速度； D压强、粘度和角变形。
2．流体是一种〔D〕物质。
A不断膨胀直到充满容器的；B实际上是不可压缩的；C不能承受剪切力的；D 在任一剪切力的作用下不能保持静止的。
3.圆管层流流动，过流断面上切应力分布为〔B〕A.在过流断面上是常数；B.管轴处是零，且与半径成正比；C.管壁处是零，向管轴线性增大；D. 按抛物线分布。
4.在圆管流中，层流的断面流速分布符合〔C〕A.均匀规律；B.直线变化规律；C.抛物线规律；D. 对+曲线规律。
5. 圆管层流，实测管轴线上流速为4m／s，那么断面平均流速为〔〕A. 4m／s；B. 3.2m／s；C. 2m／s；D. 1m ／s。
6.应用动量方程求流体对物体的合力时，进、出口的压强应使用〔〕A 绝对压强B 相对压强C 大气压D 真空度7.流量为Q ，速度为v 的射流冲击一块与流向垂直的平板，那么平板受到的冲击力为〔〕A QvB Qv 2C ρQvD ρQv 28.在〔D 〕流动中，伯努利方程不成立。
(A)定常 (B) 理想流体 (C) 不可压缩 (D) 可压缩9.速度水头的表达式为〔D 〕 (A)h g 2 (B)2ρ2v (C) 22v (D) g v 2210.在总流的伯努利方程中的速度v 是〔B 〕速度。
(A) 某点 (B) 截面平均 (C) 截面形心处 (D) 截面上最大11.应用总流的伯努利方程时，两截面之间〔D 〕 。
(A)必须都是急变流 (B) 必须都是缓变流(C) 不能出现急变流 (D) 可以出现急变流12.定常流动是〔B 〕A.流动随时间按一定规律变化；B.流场中任意空间点的运动要素不随时间变化；C.各过流断面的速度分布一样；D.各过流断面的压强一样。
13.非定常流动是 〔B 〕A. 0=∂∂t uB. 0≠∂∂t uC. 0=∂∂s uD.0≠∂∂s u 14.任意形状平面壁上静水压力的大小等于〔C 〕处静水压强乘以受压面的面积。
流体力学本科生期末试题
重庆大学流体力学（1）课程试卷（A B卷）题号一二三四五六七八九十总分得分一、填空题等（共21分）（一）填空题（共4小题，每小题3分，共12分）1.煤气罐上某点的压强为100mm水柱，相当于N/m2。
2.在渐变流过流断面上，压强分布规律的表达式为。
3.只要比较总流中两个渐变流过流断面上单位重量流体的大小，就能判断出流动方向。
4.设管道的直径为d，半满流的水力半径R= 。
（二）名词解释（共3小题，每小题3分，共9分）5.理想流体6.流线7.过流断面二、（15分）杯式水银压力计如图。
若杯上接大气时，测压管中的液面在0—0处。
已知杯的直径d1=60mm，测压管直径d2=6mm，测压时，测压管液面下降h=300mm，求此时杯上的压强P（水银的密度为13600kg/m3，图中Pa为大气压）。
题三图三、（16分）（1）试判断不可压缩液体的流动：ux=1，uy=2是否存在流函数，如果存在，求流函数并绘出流动图形。
（2）已知不可压缩液体平面流动的速度场为：ux=xt+2y，uy=xt2-yt试求：在t=1s时，点A(1,2)处液体质点的加速度。
四、（16分）一容器侧壁装一喷管，直径d=50mm，喷管中心距水面高H=1.5m，喷管进口局部阻力系数ζ=0.244，计算当容器中水为恒定、容器静止时喷射水流对容器的作用力。
并计算反作用力所作的功率。
题四图五、（16分）如图所示，一沿程均匀出流管路AB长L=1000m，AB段单位长度泻出的流量q=0.1L/s，当管道末端流量Q2=0时，AB段的水头损失为0.8m。
求当末端流量Q2=100L/s 时AB段的水头损失。
题五图六、一巨型水槽底宽50cm，Q=500cm3/s，粗糙系数n=0.01，求临界水深hk和临界底坡ik。
若水深h=10cm求io和Fr。
一、名词解释：（3小题共15分）1. 连续介质模型2. 流线3. 临界水深二、填空题：（每空2分，共20分）1、某点的真空度为65000 Pa，当地大气压为100kpa，则该点的绝对压强为。
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H
z
1
2
3
4
6
l 2
d 2
l 1
d
1
H
5
流体力学期末试卷
A 卷
B 卷
第 1 学期
开课学院：课程号：
考试日期：考试方式：
开卷
闭卷
其他
考试时间：
120 分钟
一、填空题（共20分，每空2分）
1.作用在流体上的力按作用方式分有：质量力
和
表面力。
（4
分）
2．液体静力学基本方程p z
c g
的几何意义为液体中任意两点的测压
管水头相等；则物理意义为
单位重量流体具有的位能不变。
（4分）
3. 尼古拉兹实验将流动分为五个区域，在各个区域内影响沿程阻尼系数的因素不同，其中紊流光滑区影响的因素为Re ，紊流粗糙区影响
的因
素
为
d
/。
（4分）4．圆管均匀流
中，切应力与点到管轴的距离r
成
正比
，管轴处
切应力的值为 0 。
（4分）
5.管嘴出流的工作条件是：（1）作用水头H 0<9m
、(2)管嘴长度l<3~4d 。
（4分）
二、名词解释（共10分，每小题5分）
1.理想流体模型
答：当流体粘性较小，忽略它对计算精度不产生影响，因而假定流体不具粘性，按理想流体计算，这个假定称理想流体模型。
（5分）
2.临界水深
答：明渠流动中，流量一定，断面形式一定，相应于比能最小时的水深。
（5分）
三、计算题（共70分）
1.如图所示，两水池间的隔板处有一个圆柱体闸门，
已知：圆柱体直径
D=1m ，垂直于图面长L=1m ；左池敞口，水深
H=6m ；右池密闭，h=1m ，
且装有U 形水银测压管，测压管读数368mm h。
求：作用在圆柱体闸门
上的静水总压力。
（15分）
解：
1)右液面压强水头：
（5分）
20//
5.0mH O
Hg
h p h 0右水
水
水
故有：
06
h
h H 水
mH 2O
2)作用在圆柱体闸门上的静水总压力水平分力：
（5分）
x
P 3)作用在圆柱体闸门上的静水总压力垂直分力：（5分）
H z 1
2
3
4
6
l 2
d 2
l 1
d 1
H
5
222
7.7kN(
)
4
z
H O
H O
D
P V L 7.7kN()
z
P P 过圆柱中心
2. 图示水泵给水系统，输水流量Q=100l/s ，水塔距与水池液面高差
H=20m ，吸
水管长度l1=200m ，管径d1=250mm ，压力管长度l2=600m ，管径d2=200mm 。
水泵真空度为7.5m,吸水管与压力管沿程阻力系数分别为λ1=0.025，λ2=0.02，各局部阻力系数
分别为：
EMBED Equation.DSMT4
1
2.5, 2
0.5
3
1.1，1
2.02.06
5
4，
，。
试求：1）水泵扬程与安装高度；2）绘
出总水头线和测压管水头线。
（15分）
解：1)总流连续性方程：（4分）
2
2
1
2
1
2
2
2
1
2
1
2
3.14 3.140.1
4
4
0.25
0.2
0.1274
2.04/
3.18/d d Q m s m s
2）. 列1-2断面能量方程：（4分）2222
1
1
2
2
1
2
1
2
12
3456
1200000
(
)
(
)
2222t
l l H H
d g d g
g
g
2
222
1
2
1
2
22
1
2
200
600
200.025
0.02
(2.50.5)
(1.10.20.21)
0.2520.22222023
62.5
22z
z
H g
g g
g
H g
g
解得水泵扬程：
57.22m
z
H 3）列1-3断面能量方程可得安装高度：（4分）
2221
1
1
1
1
1
21000
(
)
222s
v
l H h d g
g
g
21
2007.5(0.025
2.50.51)
0.25
22.4s s
H g
H m
4）总水头线与测压管水头线如图：（3分）
H z
H
1
2
3
4
5
6
2
2
11
3
3
l 2
d 2
l 1
d 1
H P
H
H z
H
H
P
H
P
H
3.一弯管水平放置，已知：d 1 =d 2=200mm ，管轴线在同一水平面内，管中通过流量Q=0.1 m 3
/s ，1-1断面中心线压强p 1 =19.6 kN/m 2
，l-1、2-2断面间的水头损失为1m ，求水流对弯管的作用力。
（15分）
p 2
2
2
题3图
解：
22
1
（2分）连续性方程：
185.32
.01.0442
22
1
d
Q
m/s
（5分）列l-1、2-2断面间能量方程：
f
h g p z g p z 2222
2
2
2
1
1
1
1
8
.90
8
.96.190
2p p 2=9.8kN/m
2
（1分）控制体，受力分析如图：
（2分）615.06
.194
2.04
2
1
2
1
p d P kN
308.08.94
2.04
2
2
2
2
p d P kN
（5分）
列x 动量方程：
)
185.3185.3(1.01308.0615.0)
(
1
221R
Q R P P F x R=1.56kN
4. 已知：u x =-kx ， u y =ky ，求：1）加速度；2）流函数；3）问该流动是有
涡流还是无涡流，若为无涡流求其势函数。
（15分）
解：
加速度
（4分）
2
2x y
a k x a k y
流函数ψ
（4分）
c kxy kydx
dy
kx dx
u dy u y x （4分）
)
(
5.0y u x
u x y z
是无旋流
（3分）
C
ky
kx
kydy
xdx k dy u dx u y x 2
2
5.05.05．一梯形断面明渠均匀流动，已知：粗糙系数n=0.025，边坡系数m=1，渠
底宽为b=10m ，水深h=2m ，渠底过流能力76.12Q m 3/s 。
求渠道的底坡i 。
（10分）
解：（2分）
2
24)210
(2)(m
mh b h A （2分）m
m h b X 657.151
12
210122
2
（2分）
m
X
A R
533.1（2分）951
.4216
1
R
n
C
（2分）
76
.12Ri
AC Q
i=0.0001。