流体力学试卷及答案A过控

中国矿业大学2008～2009学年第2 学期
《工程流体力学》试卷(A)卷
课程编号:03034 考试时间:100 分钟考试方式:闭卷学院化工班级姓名学号
题号一二三四总分
得分
阅卷人
一.
粘性;边界层厚度;逆压力梯度;输运公式、沿程阻力损失、剪切流、水力光滑管、偶极流、速度梯度、连续介质假说
二、填空题(本大题共7小题,每小题2分,共14分)错填或未填均无分。

1. 仅在自由表面存在,液体内部并不存在,所以说它就是一种局部受力现象。

2.在同一种静止液体中(液面与大气接触),任意一点的静水压强由两部分组成;一部分由液面传来的大气压pa,另一部分就是与液体容重γ的乘积。

3.任何曲面壁上的静水总压力的水平分力及竖向分力都可合并成一个合力与一个。

4.测压管可以用来测量静压, 可以用来测量动压、静压或全压。

5.应用恒定流的伯努力方程时,两个计算断面应选择在断面上。

6.两液流力学相似必须满足几何相似,运动相似,动力相似与边界条件相似;非恒定流还需要满足相似。

7.量纲分析方法要求所选择的基本物理量参数至少应包含一个几何特征参数,一个流体性质参数与一个参数。

三.选择题(共8小题,每题2分,共16分)
1.粘性流体测压管水头线沿流程的变化的规律:
A、沿程下降
B、沿程上升
C、保持水平
D、前三种情况都有可能。

2.圆管层流流动中,过流断面上切应力分布为( )。

3.流动有势的充分必要条件就是( );
A、流动就是无旋的;
B、必须就是平面流动;
C、必须就是无旋的平面流动;
D、流线就是直线的流动。

4.流函数(又称拉格朗日流函数)存在的充分必要条件就是( );
A、有势流动;
B、不可压缩流体的流动;
C、平面流动;
D、不可压缩流体的平面流动。

5.比较重力场(质量力只有重力)中,水与水银所受的单位质量力f水与f水银的大小？
A、f水<f水银;
B、f水>f水银;
C、f水=f水银;
D、不一定。

6.绝对压强p abs与相对压强p 、真空度p v、当地大气压p a之间的关系就是:
A、p abs =p+p v;
B、p=p abs－p a
C、p v= p a+p abs
D、p=p abs+p a
7、在重力作用下静止液体中,等压面就是水平面的条件就是
A、同一种液体
B、相互连通
C、不连通
D、同一种液体,相互连通
8.如图所示,,下述静力学方程哪个正确？
四.计算题(共3小题,共40分)
2. 如图所示,水从3m宽的矩形水渠经闸门流下,流量为
13m3/s,闸门前后的水位分别为2m与1m。

试求作用在闸门上的力。

(20分)
3.流函数ψ=x+x2-y2,判断流动就是否有势,若有势,
试求速度势φ。

(10分)
工程流体力学试题答案及评分标准
一.名词解释(共10小题,每题2分,共20分)
1.粘性——流体在受到外部剪切力作用时发生变形(流动),其内部相应要产生对变形的抵抗,并以内摩擦力的形式表现出来,这种流体的固有物理属性称为流体的粘滞性或粘性
2.边界层厚度——流体绕流物体,在物面流速从0逐渐增加到势流区的u 0,人为约定u=0、99 u 0处为边界层的外边界,u=0到u=0、99 u 0之间为边界层厚度δ。

3.逆压力梯度——沿流动方向压力逐渐增加,边界层的流动受压力抑制容易产生分离
4.输运公式——将基于“系统”的质量、动量与能量守恒原理转换成与控制体相关的表达式。

5、沿程阻力损失——粘性流体存在阻碍流体运动的剪切力,表现为伯努力能量守恒方程中的正比于流程,与雷诺数相关的能量损失项。

6、剪切流——两平行平板之间的流体,因其中一块板的拖动而形成的流动方向上无压差的流动。

7.水力光滑管——边界层厚度大于管壁粗糙度,流动不受管壁粗糙度影响。

8.偶极流——由相距2a 的点源与点汇叠加后,令a 趋近于零得到的流动
9.速度梯度——速度在垂直与速度方向上的变化率。

10.连续介质假说——将流体视为由连续分布的质点构成,流体质点的物理性质及其运动参量就是空间坐标与时间的单值与连续可微函数。

二.填空题(共7小题,每题2分,共14分)
1、表面张力、
2、淹深h 、
3、合力矩、
4、皮托管、
5、均匀流、
6、初始条件、
7、流动特征
三.选择题(共8小题,每题2分,共16分)
1D;2D;3A;4D;5C;6B;7D;8B; 三.计算题(共3小题,共40分) 2、解: 设闸门受力为F;(2分)
Q=13 m 3/s
V 1=13/(3×2)=2.17 m/s(1分) V 2=13/(3×1)=4.33 m/s(1分)
由动量定理:
22112222111111222222()(5)1(3)
258860(1)1
(3)
2
14715(1)
58860147151000(4.3313 2.1723)16151(3)
p A p A F V A V A p A y gy b N p A y gy b N F N
ρρρ--=-=====--⨯⨯-⨯⨯=分分分分分分
22
3.2(1);(12)(1)()0(2)
2
(1)
2()(1)
2(12)(1)
1(1)(1);
2(1)
z x y y x x y x x y v y v x y x v v
x y v y x
xy f y f v x x y y f
y
f y c xy y c ψψψ
ωϕ
ϕϕϕ=+-∂∂=
=-=-=-+∂∂∂∂=-=∂∂∂==-∂=-+∂∂==-+=-+∂∂∂=-∂=-+=--+解分分流动有势分分分分分分分。