船舶流体力学考试答案

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船舶流体力学测试第四章

船舶流体力学测试第四章1.在列伯努利方程时，方程两边的压强项必须（C）。

A.只能同为表压强B.只能同为绝对压强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2.理想流体是指不考虑（D）的流体。

A.不定常性B.不均匀性C.压缩性D.粘性3.理想流体动力学基本方程是（C）。

A.欧拉平衡微分方程B.伯努利方程C.欧拉运动微分方程D.N-S方程4在列伯努利方程时，关于方程两边的压强项说法正确的是（C）。

A.必须同为绝对压强B.必须同为表压强C.既可以同为表压强也可以同为绝对压强D.一边为表压强一边为绝对压强5.拉格朗日积分条件不要求流场（D）。

A.不可压B.无旋C.质量力有势D.定常6.欧拉平衡微分方程与欧拉运动微分方程的差别在于（D）。

A.前者不考虑粘性，后者考虑粘性B.前者考虑粘性，后者不考虑粘性C.前者针对运动流体，后者针对静止流体D.前者针对静止流体，后者针对运动流体7.关于拉格朗日积分和伯努利积分的积分常数说法正确的是（C）。

A.拉格朗日积分的积分常数只适用于对应流线B.伯努利积分的积分常数全流场适用C.拉格朗日积分的积分常数全流场适用D.二者积分常数完全相同8.伯努利积分式是欧拉运动微分方程在一定条件下的积分，下述（A）不是进行该积分所必须的条件。

A.无旋运动B.定常运动C.不可压缩D.理想流体9.在列伯努利方程时，位置水头的基准面位置取法叙述正确的是（A）。

A.任意水平位置选取B.必须取在地表C.必须取在自由液面D.必须取在流场最低点10.欧拉运动微分方程是根据（D）定律建立的。

A.牛顿第一B.牛顿第三C.质量守恒D.牛顿第二11.流动有（速度）势的充分必要条件是（D）。

A.必须是无旋的平面流动B.流线是直线的流动C.必须是平面流动D.流动是无旋的12.过流断面是指与（A）的截面。

A.流线正交B.轨迹线正交C.流线平行D.轨迹线平行13.理想流体的表面力只有（A）。

A.压力B.粘性力C.剪切应力D.质量力14.“船吸”现象可以用（C）解释。

船舶流体力学_孙江龙_习题4

习题四4.1 如题图4.1所示，海平面上空气通过管道被吸进真空箱，管道内的流动不考虑粘性和压缩性影响，现测出管道A-A 截面上的静压力为49.610Pa ⨯，求该截面气流的速度。

解：2200p p22υυρρ+=+υ=4.2 如题图4.2所示，用皮托管测量水的流速时，它的低端开口面向来流，其轴线与来流平性，管内水位高出水面5cm,求水流速度。

解：υ==0.99m/s4.3 鱼雷在5m 深的水下以50kn 的速度运动，根据相对性原理，这种运动可视为无穷远处来流以流速50kn 绕鱼雷流动。

解：（1）由伯努力方程：2222p p 22p p ()4382122A AB BB A A B Paυυρρυυρ+=+=+-=（2）由伯努力方程：22p p 2230/A AB BA m sυυρρυ+=+==开始出现空泡的航速为30m/s4.4 如题图4.4所示，只要给虹吸管以足够的吸力，吸取容器中的流体形成连续的流动，这一流动将一直持续下去直到吸干容器中的流体为止，不考虑损耗，求：（1）出口速度（2）虹吸管中的最低压力。

解：（1）由伯努力方程：2212221211222p p 022222s aaH g H g s υυρρυυυυυ++=++=-=∴=又（2）由223313p p ()22p p ()aa H L g H gH L gυυρρρ+++=++⇒=-+4.5 在文特利管中有空气流动。

在其最窄截面1-1处开一孔截小竖管（见题图4.5），小管插在水中，水面在管轴线以下0.2m 处，截面2-2通大气。

以知管径d1=20mm,d2=40mm,问流量多大时才能将水吸入气流中。

解：（1）由伯努利方程2211221122p p 22s s υυρρυυ+=+= 又要将水吸入水流中，则有 3122p p gh 1.961014.75/pam sρυ-==⨯=水流量为22Q s υ==0.020353/m s4.6两块二维平行平板各长2L,相距b(见题图406)，且b<<L.板间有不可压缩流体，当上板以缓慢的匀速V 向下板靠拢时，流体从两侧被挤出，可以不计粘性作用，求距平板中心x 处的流速和压力。

船舶流体力学测验第六章

船舶流体力学测验第六章1.求解势流问题，首先要在一定边界条件和初始条件下求解（A）。

A.拉普拉斯方程B.欧拉方程C.拉格朗日方程D.伯努利方程2.理想流体的无旋流动称为（D）。

A.定常流动B.均匀流动C.不可压缩流动D.势流3.关于势流问题，下列错误的是（B）。

A.势流为无旋流B.基本方程为伯努利方程C.势函数满足拉普拉斯方程D.波浪问题可以用势流理论求解4.流体由平面上各个方向流过来汇聚于一点，这种流动称为（B）。

A.源B.汇C.偶极子D.点涡5.关于偶极子流，说法错误的是（B）。

A.是一种极限流动B.有大小，没有方向C.是一对特殊状态下的源、汇D.大小用偶极矩来表达6.流场中坐标原点处有一根无穷长的直涡线，强度为，方向垂直于图平面，则该涡线与图平面的交点即为一个点涡。

（对）7.绕圆柱体有环量流动中，单位长圆柱体所受升力大小与（D）无关。

A.来流密度B.来流速度C.环量D.圆柱体长度8.流体由平面上坐标原点流出，流向各个方向，这种流动称为（A）。

A.源B.汇C.偶极子D.点涡9.平面无环量圆柱绕流可以视为下列哪种流动的叠加（D）。

A.点源+点汇B.点源+均匀流C.点汇+均匀流D.偶极子+均匀流10.下列哪项不是流场中达朗贝尔缪理成立的条件（C）。

A.理想流体B.物体周围流场是无边际的C.物体做变速直线运动D.物体表面上没有分离11.绕圆柱体有环量流动可由下列（ABD）叠加得到。

A.均匀流B.点涡C.点汇D.偶极子12.物体在静止流体中做加速运动引起的附加质量，比在非定常流体中固定物体的绕流流动所引起的附加质量小，因而所受的流体作用力也小。

（对）13.在非匀速运动中，物体和流体存在相互作用。

流体会使物体产生附加惯性力的作用。

它是流体对物体的一种反作用力，表现为附加质量。

（对）。

《流体力学》试题及答案

《流体力学》试题及答案一、选择题（每题5分，共25分）1. 下列哪个选项不属于流体力学的三大基本方程？A. 连续性方程B. 动量方程C. 能量方程D. 牛顿第二定律答案：D2. 在不可压缩流体中，流速和压力之间的关系可以用下列哪个方程表示？A. 伯努利方程B. 欧拉方程C. 纳维-斯托克斯方程D. 帕斯卡方程答案：A3. 下列哪个现象表明流体具有粘性？A. 流体流动时产生涡旋B. 流体流动时产生湍流C. 流体流动时产生层流D. 流体流动时产生摩擦力答案：D4. 在下列哪种情况下，流体的动能和势能相等？A. 静止流体B. 均匀流动的流体C. 垂直下落的流体D. 水平流动的流体答案：C5. 下列哪个因素不会影响流体的临界雷诺数？A. 流体的粘度B. 流体的密度C. 流体的流速D. 流体的温度答案：D二、填空题（每题5分，共25分）6. 流体力学是研究______在力的作用下运动规律的科学。

答案：流体7. 不可压缩流体的连续性方程可以表示为______。

答案：ρV = 常数8. 在恒定流场中，流体质点的速度矢量对时间的导数称为______。

答案：加速度矢量9. 伯努利方程是______方程在不可压缩流体中的应用。

答案：能量10. 流体的湍流流动特点为______、______和______。

答案：随机性、三维性、非线性三、计算题（每题25分，共50分）11. 一个直径为10cm的管道，流体的流速为2m/s，流体的密度为800kg/m³，求管道中流体的流量。

解：流量Q = ρvA其中，ρ为流体密度，v为流速，A为管道截面积。

A = π(d/2)² = π(0.05)² = 0.00785m²Q = 800kg/m³ 2m/s 0.00785m² = 12.44 kg/s答案：管道中流体的流量为12.44 kg/s。

12. 一个直径为20cm的圆柱形储罐，储罐内充满水，水面高度为1m。

船舶流体力学课后练习题含答案

船舶流体力学课后练习题含答案概述船舶流体力学是研究船舶在水中运动的物理现象和力学原理的学科。

在航海运输和海洋开发中，正确理解船舶流体力学的基本概念和理论，具有重要的意义。

本文将介绍一些船舶流体力学的课后练习题，旨在帮助读者巩固和深入理解船舶流体力学的相关知识点。

题目一一艘船在靠岸停泊时，其船首离岸壁有ℎ米的距离，船体贴着岸壁，如图所示。

假设海水是静止的，水下没有水流，试推导出船舶受到的摩擦力和水流的压力。

船舶停泊示意图解答根据万有引力定律，船与水分子之间存在水压力p，水压力的大小与距离成反比，与水的密度和重力加速度成正比。

因此，船舶受到的水流压力可以表示为：$$ F_{\\text{水}}=pS=\\frac{\\rho gS h}{2} $$其中，S是水面与船壁相交的面积，$\\rho$是水的密度，g是重力加速度，ℎ是船首离岸壁的距离。

船舶受到的摩擦力主要由岸壁对船舶表面的摩擦力和水流对船舶底部的摩擦力组成。

假设船舶处于平稳状态，岸壁的摩擦力和水流对船舶底部的摩擦力相等，可以表示为：$$ F_{\\text{摩}}=2\\mu\\rho gS $$其中，$\\mu$是船舶表面的摩擦系数。

题目二一艘船在航行时，假设船首受到了水流的阻力R，船体宽度为b，船长为L，船舶速度为v，水密度为$\\rho$，试推导出水流的阻力公式。

解答船首受到的水流阻力可以表示为：$$ R=kv^2S=\\frac{1}{2}\\rho v^2bLk $$其中，S是船首与水流接触面积，k是阻力系数。

在航行中，船首受到的水流阻力和船体其他部位受到的水流阻力不同，因此阻力系数k也不同。

通常将船体各个部位的阻力系数分别计算，得到不同部位的阻力系数，然后根据实际情况按照一定比例加权求和得到整体阻力系数k。

哈工程船舶流体力学答案第七章答案

第七章答案7-1 油在水平圆管内作定常层流运动，d=75mm, Q=7l/s, ρ=800kg/3m , 壁面上τ=48N/2m ,求油的粘性系数。

解：圆管层流，流量44482a p Q Q p l l aπμμπ∆=∆⇒= 管壁上342433444 3.5510/24p Q Q Q a y a a m s l a a a Q μμρυτπτυπππρ-∆=====⇒==⨯ （结论）7-2 Prandtl 混合长度理论的基本思路是什么？答：把湍流中微团的脉动与气体分子的运动相比拟，将Reynolds 应力用混合长度与脉动速度表示。

7-3 无限大倾斜平板上有厚度为h 的一层粘性流体，在重力g 的作用下作定常层流运动，自由面上压力为大气压Pa 且剪切应力为0。

流体密度为ρ ，运动粘性系数为 ν，平板倾斜角为 θ。

求垂直于x 轴的截面上流体的速度分布和压力分布。

解：不可压缩平面流动的Navier-Stokes 方程为：2211x y u u upu v f u t x y xv v v p u v f v tx y yυρυρ∂∂∂∂⎧++=-+∇⎪∂∂∂∂⎪⎨∂∂∂∂⎪++=-+∇⎪∂∂∂∂⎩连续方程为：0u v t t∂∂+=∂∂ 由于流动定常，故Navier-Stokes 方程中0u v t t∂∂==∂∂，则 Navier-Stokes 方程可简化为2211x y u u p u v f u x y x v v p u v f v xy y υρυρ∂∂∂⎧+=-+∇⎪∂∂∂⎪⎨∂∂∂⎪+=-+∇⎪∂∂∂⎩边界条件为：y=0时，u=0 ,v=0y=h 时，v=0,τ=0，p=Pa由上述边界条件知，v 始终为0，故0,0v u x∂∂==∂∂。

则以上Navier-Stokes 方程的第二式可进一步简化为：10y pf yρ∂=-∂1cos cos cos y p pf g g p g y c y yθρθρθρ∂∂⇒==-⇒=-⇒=-+∂∂ 由y=h 时p=Pa 解得：常数cos c Pa g h ρθ=+故cos ()P Pa g h y ρθ=+-以上Navier-Stokes 方程的第一式可进一步简化为：210x pf u xυρ∂=-+∇∂ 因p 为y 的函数，所以上式中p x∂∂=0 上式最终简化为：22222212sin sin sin sin 2x u f g d ug dy d u g dy g y u c y c υθυθρθμρθμ∇=-=-⇒=-⇒=-⇒=-⋅++由边界条件，y=0时，u=0,立即得到2c =0，又由11sin 01sin g h c c g hρτμθμρθμ⎛⎫=-⋅+= ⎪⎝⎭⇒=⋅ 所以21sin sin 2g y u g h y ρθρθμμ=-⋅+⋅⋅2s i n 2y hy γθμ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭（答案）7-4 两块无限长二维平板如图所示，其间充满两种粘性系数分别为1μ、2μ，密度分别为1ρ、2ρ，厚度分别为1h 、2h 。

船舶流体力学习题答案

船舶流体力学习题答案(总10页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除习题5已知2,2,2,x y z v y z v z x v x y =+=+=+求：(1)涡量及涡线方程；（2）在z=0平面的面积dS=上的涡通量。

解：（1）()()()(21)(21)(21)yy x x z z i j k y z z x x y i j k i j k∂∂∂∂∂∂Ω=-+-+-∂∂∂∂∂∂=-+-+-=++νννννν 所以流线方程为 y=x+c1,z=y+c2(2) 2J 2*0.5*0.00010.0001/wnds m s ===⎰设在（1，0）点上有0Γ=Γ的旋涡，在（-1，0）点上有0Γ=-Γ的旋涡，求下列路线的速度环流。

2222(1)4;(2)(1)1;(3)2,20.5,0.5x y x y x y x y +=-+==±=±=±=±的方框。

（4）的方框。

解：（1）由斯托克斯定理可知：因为涡通量为0，所以c20svdl wnds ==⎰⎰（4）由斯托克斯定理可知：因为涡通量为0，所以c0vdl -=⎰如题图所示，初始在（0，1）、（-1，0）、（0，1）和（0，-1）四点上有环量Γ等于常值的点涡，求其运动轨迹。

解：取其中一点（-1，0）作为研究对象。

42222cos 45cos 4534CA BA BA A CA BA BA v v v v v v v τπππτπ====++=由于四个涡相对位置将不会改变，转动角速度为：3434v w ar v wt tτπτπ====用极坐标表示为r=1, 34t τθπ=同理，其他点的轨迹与之相同。

如题图所示有一形涡，强度为，两平行线段延伸至无穷远，求x 轴上各点的诱导速度。

解：令（0，a ）点为A 点，（）为B 点在OA 段与OB 段1222222212(cos90)4(cos 0)42()()2x v x a xv xa a x v v v x a x xaτπτπτπ=++=++∴=+=++习题六平面不可压缩流动的速度场为（1）,;x y v y v x ==- (2) ,;x y v x y v x y =-=+ (3) 22,2;x y v x y v xy y =-=--判断以上流场是否满足速度势和流函数存在条件，进而求出。

船舶流体力学试卷-答案

船舶流体力学试题卷考试形式：闭卷，答题时间：100分钟，本卷面满分100分，占课程成绩的100 %一、(20分)某对称机翼展长10m ，弦长2.0m ，厚度0.5m ，前缘半径0.2 m ，后缘半径近似为零，升角为12º。

(1) 画出翼型示意图，并在图上注明上述各部分(8分)。

(2) 求出展弦比、相对厚度、相对拱度。

(6分)(3) 该机翼在水中运动，速度为2m/s ，水的动力粘度1×10-3 Pa·s ，密度1000kg/m 3，当升力系数0.75时，所产生的升力有多大？(6分)。

解：(1) 翼型示意图如下(2) 展弦比=b/l ；相对厚度=t/b ；相对拱度f/b ；(3) 升力L =C L 21ρv 2lb =0.75×21×1000×22×10×2=30000N姓名: 班级：学号：遵守考试纪律注意行为规二、 (20分)有一圆柱体将两侧的水分开。

已知圆柱体的半径a =1m ，圆柱左边水深2a ，右边水深a ，水的密度1000kg/m 3，周围都是大气压力p a 。

求：(1) 单位长圆柱面上所受静止流体的x 方向总压力P x ；(6分)(2) 单位长圆柱面上所受静止流体的z 方向总压力P z ；(6分) (3) 单位长圆柱面上所受静止流体的作用的总压力P 。

(8分)解： (1)水平方向单位宽度作用力 F x =ρg (2a·a -a·a/2) =1.5ρg a 2 =1.5×1000×9.8×12=14700N 方向向右。

铅锤方向作用力(2)F y =ρg (πa 2-πa 2/4) =0.75ρg πa 2 =0.75×1000×9.8×π×12=23100N 方向向上。

(3)总作用力大小及方向。

船舶流体力学测验第五章

船舶流体力学测验第五章1在列伯努利方程时，关于方程两边的压强项说法正确的是（C）。

A.必须同为表压强B.必须同为绝对压强C.既可以同为表压强也可以同为绝对压强D.一边为表压强一边为绝对压强2伯努利方程的每一项都具有（A）的量纲。

A.长度B.质量C.时间D.力3理想流体的伯努利积分条件不包括（A）。

A.无旋B.定常C.沿流线D.质量力有势4在列伯努利方程时，位置水头的基准面位置取法叙述正确的是（D）。

A.必须取在地表B.必须取在自由液面C.必须取在流场最低点5伯努利方程表明，在理想流体的定常流动中，同一流体质点的各能量之和保持不变。

（对）6.斯托克斯定理的内容是（D）。

A.如果理想流体、正压、质量力有势，则组成涡管的流体质点远组成此涡管。

B.如果理想流体、正压、质量力有势，若某一时刻流场无旋，则以后的流动始终无旋。

C.在同一瞬时，涡管各截面上的旋涡强度都相同。

D.沿任意封闭周线的速度环量等于通过以该曲线为边界的曲面的旋涡强度的两倍。

7.旋涡理论中，若满足开尔文条件，则下列叙述正确的是（C）。

A.无旋运动可以变为有旋运动B.有旋运动可以变为无旋运动C.涡线、涡面、涡管具有保持性D.涡管的强度随时间而变8.以下说法正确的是（A）。

A.若流场无旋，则必存在速度势B.若绕某一周线的速度环量为零，则在该周线围成的任意区域内流场无旋C.若流体有粘性，则必然会产生剪切力D.若流体可压缩，则必然不存在速度势9.速度环量是一个标量，有正负号，是一个瞬时概念。

（对）10.涡线和涡丝是不同的，涡丝内包含流体具有一定物理量；而涡线只是一条假想的几何曲线。

（对）11.汤姆逊定理是旋涡运动的基本定理之一。

其内容为：若理想、正压流体且满足质量力有势，则（A）A.沿任一条由流体微团组成的封闭周线的速度环量不随时间而变，即对时间的全微分为零；B.在同一瞬时，涡管各截面上的旋涡强度都相同；C.涡管永远保持为由相同的流体质点所组成的涡管；D.任何涡管的旋涡强度不随时间而变化，永远保持定值。

船舶流体力学第二次作业及答案

解：（1）
u v w 1, 1, 0 x y z
因有
u v w 1 1 0 0 ，故流动是连续的。 x y z w v u w v u 1, 1, 1, 1, 1, 1 y z z x x y
将（b）式代入（a）式得分速度
（b）
v xt y g t
（c）
代入已知条件， x y 0 ， v 0 ，得 g t 0 ，有：
v xt y
我们由流函数求流线方程，流函数为：
xt y dx yt x dy tx 2

y x dx 2 dy 2 r r x y y 0 2 dx dy 2 0 x y 0 0 y2 1 x y ( arctan ) C y y x arctan C y
3.2 问下列速度场中，哪些可以构成不可压缩流体的连续流动？哪些流动是无旋的？
因满足 3.5 理想不可压缩流体平面无旋运动的分速度 u yt x ，若 x y 0 处， v 0 。试求
r cos cos r2 r cos sin vr 2 , v 2 r r r r (rvr ) cos cos v cos ( ) 2 , 2 r r r r r
所有流动是有旋的，绕 z 轴的旋转角速度为。
(b) V y / r 2i x / r 2 j 0k ，其流线方程为
dx dy dz 2 2 y / r x / r 0
故有 dz 0 ，即 z C1 ，则
x y dx 2 dy ，消去 / r 2 并积分得 2 r r
1 3 1 1 x xy 2 x 2 y 2 C 3 2 2

流体力学答案

u0 a1 a2 b1 a2 a2
u1 u |a2 2 2 |a2 ，即： 1b1 2b2 y y
由上面四个边界条件，解得：
b1
2 u0 1u0 ， b2 a2 1 a12 a2 1 a12 a ( 2 )u0 c1 2 1 ， c2 0 a2 1 a12
故：
u1
2 u0 a ( 2 )u0 y 2 1 a2 1 a12 a2 1 a12 12u0 yx 1b1 a2 1 a12 1u0 u2 y a2 1 a12 2 1u0 yx 2b2 yx a2 1 a12
Y X 0 ，则： x y
v u u v u v u v v u v u u ( ) ( ) v ( ) ( ) 2 ( ) t x x y x x y y x y y x y x y u v u v ( ) 2 t x y x y
船舶流体力学(NA235)第八次作业
（2010-2011 第二学期） (参考答案)
一、厚度为 h 的粘性流体层在重力作用下沿斜面流动，表面的压强为大气压 Pa ，流体粘性系数为，斜面的倾斜角为，试求流体内速度分布及流量。解：流体在刚开始运动时，在重力作用下有加速的趋势，但因受到壁面摩擦力的作用，最终重力和摩擦力将达成平衡，使流动趋于定常。取坐标如图，因流动是平行流，有
积分得： P cos y C ( x) 因 y h 时， P Pa ，故： Pa cos h C ( x) 得：
P Pa (h y ) cos
由（3）式看出：
（3）
P 0 ，故（1）式成为： x

船舶流体力学_上海交通大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年

船舶流体力学_上海交通大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.下列流体哪个属牛顿流体：( )参考答案:汽油2.在惯性力和重力起主导作用时，两相似流场的欧拉相似准数必相等。

参考答案:错误3.边界层的流动分离发生在 ()参考答案:逆压梯度区；4.以下对边界层内的流动特点描述正确的是 ()参考答案:粘性力与惯性力量级相等；5.在势流流动中，如果物体作匀速运动，则物体不受流体作用力;如果物体作加速运动，则物体受流体作用力。

参考答案:正确6.在一定条件下，层流和湍流两种流动状态可以相互转换。

参考答案:正确7.Venturi管用来测量：（）参考答案:管道内流体流动的流量8.水下潜艇的平面上甲板受到的静水压力的合力与以下哪个因素无关？（）参考答案:甲板倾角9.对已建立微分方程的问题，根据影响流动过程的物理参数通过量纲分析导出相似准则称为量纲分析方法。

参考答案:错误10.有一个变直径管，直径【图片】，【图片】,流速【图片】。

【图片】为: （）参考答案:6m/s11.一维流动的连续性方程VA=C成立的必要条件是：（）参考答案:不可压缩流体12.涡线所诱导的速度场都是无旋场。

参考答案:正确13.判别边界层内的层流和湍流状态的准则数为距离雷诺数。

参考答案:正确14.在液体中潜体所受浮力的大小：（）参考答案:与液体的密度成正比15.边界层内沿厚度方向，存在很大的速度梯度。

参考答案:正确16.公式【图片】表示的含义为：（）参考答案:流体在x, y, z三方向上的变形速率之和为017.尼古拉兹试验是研究管道沿程水头损失随雷诺数和相对粗糙度的变化关系的试验。

参考答案:错误18.理想流体绕任意物体的平面无旋流动，物体受到流体的作用力可能有参考答案:附加惯性力19.无穷远均匀来流绕一确定形状的圆柱体有环量流动，升力的大小与（）有关参考答案:圆柱体的直径20.不可压缩定常流动与不可压缩非定常流动的连续方程的微分形式是一致的。

(完整word版)船舶流体力学

学院专业班级学号姓名密封线内不要答题密封线内不要答题江苏科技大学苏州理工学院 2014 － 2015 学年第一学期《船舶流体力学》A 卷题号一二三四五六总分得分一、填空题(把正确答案填在空格处)（每题2分，共20分）1.牛顿流体与非牛顿流体的区分标准为__是否满足牛顿内摩擦定律。

2.等压面的数学表达式0=dp 或0=++dz f dy f dx f z y x3.用欧拉法研究流体的运动，B 为流体的某物理量，tB ∂ ∂ 称为当地导数，它反映流场的定常性性；B )(∇⋅v 称为迁移导数，它反映流场的均匀性性。

4.在定常均匀流动中，流线和迹线重合。

5.速度势函数存在与无旋流动中。

6.已知有旋流动的速度场为y x w x z v z y u 323232+=+=+=,,，则流体的旋转角速度等于21===z y x ωωω 7．已知粘性流体运动场中某一点处有：c p b p a p zz yy xx ===,,，则该点处的粘性流体压力p 为 ()/3a b c -++8. 绕圆柱体无环量流动的速度势是等速直线流动与偶极叠加的速度势。

9．粘性力相似的判别准则数是：雷诺数。

10.水力粗糙管是指：粘性底层厚度小于管的绝对粗糙度。

二、根据要求回答下列各题（每题6分，共30分）1、流函数的性质。

答：（1）流函数的等值线C =ψ是流线；（2分）（2）两点流函数之差等于通过其连线的体积流量；（1分）（3）不可压平面无旋流动的流函数ψ是调和函数；（1分）（4）流函数具有叠加性。

（1分）2、速度场变形速率和平均旋转角速度的表达式。

答：速度变形速率：x u x xx ∂∂=ε；y u y yy ∂∂=ε；zuz zz ∂∂=ε （2分）)(21x u y u y x yxxy ∂∂+∂∂==εε；)(21x u z uz x zx xz ∂∂+∂∂==εε； )(21zu y u y z yzzy ∂∂+∂∂==εε （2分） ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-∂∂=z v y v y z x 21ω；⎪⎭⎫⎝⎛∂∂-∂∂=x v z v z x y 21ω；⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-∂∂=y v x v x y z 21ω（2分） 3、绝对压强、相对压强和真空度的定义以及他们之间的关系？答：p 为绝对压强，它的值大于或等于0，0=p 为真空。

哈工程船舶流体力学答案第七章答案

7-1油在水平圆管内作定常层流运动,解：圆管层流，流量4a 8"lP 2T 4Q4a管壁上y4Q 石a a4Q 4Q3aa 33.55 104m 2/s4Q（结论）7-2 Prandtl 混合长度理论的基本思路是什么答：把湍流中微团的脉动与气体分子的运动相比拟，将速度表示。

Reyn olds 应力用混合长度与脉动7-3无限大倾斜平板上有厚度为 h 的一层粘性流体，在重力g 的作用下作定常层流运动，自由面上压力为大气压 Pa 且剪切应力为0。

流体密度为，运动粘性系数为，平板uuuf 1P2uvfxut x yxv v v £ 1p2— u vfyvt x yy连续方程为：u —0t t由于流动定常，故 Navier-Stokes 方程中tNavier-Stokes 方程可简化为3 口亠十'2d=75mm, Q=7l/s,=800kg/ m ,壁面上 =48N/ m ,求油的粘性系数。

u - uu y f x 1 px 2u x vvv1 p 2uv-f y --vxyy边界条件为：y=0 时，u=0 ,v=0 y=h 时，v=0, =0， p=Pa由上述边界条件知，v 始终为0,故一0,」 0。

x则以上Navier-Stokes 方程的第二式可进一步简化为:第七章答案倾斜角为。

求垂直于x 轴的截面上流体的速度分布和压力分布。

解：不可压缩平面流动的Navier-Stokes 方程为:y g cos g cos p g cos y c 由y=h时p=Pa解得：常数c Pa gcos h 故P Pa g cos (h y)以上Navier-Stokes方程的第一式可进一步简化为:x丄上2ux因p为y的函数，所以上式中P=o x上式最终简化为:2ud2u d? d2u d?gsingsing sin2g • y sin cy由边界条件，y=0时, u=0,立即得到C2=0，又由C i 所以g sin h1 gsin h2g sin 仏Cigsin h yhy （答案）sin y2—sin2th由于V=0 和-Ux 0上式可化简为idy2v1 Pxy P P(x)u(y)所以, 对上层流体，有U i i Pi 21uii x2i P yqyP lUid2U|dy2以上关于U i的方程的边界条件为:yy (h iU ih2)UiniU iV。

船舶流体力学习题答案

习题二2.1 设质量力222222f ()()()y yz z z zx x x xy y =++++++++i j k 在此力场中，正压流体和斜压流体是否可以保持静止？说明原因。

解：22(22)(22)()0f y z i z x j x xy y k ∇⨯=-+-+++≠333333()2222220f f y z z x x y ⋅∇⨯=-+-+-=固正压流体不能保持静止，斜压流体可以保持静止。

2.2 在自由面以下10m 深处，水的绝对压力和表压分别是多少？假定水的密度为1000kg 3m -,大气压为101kpa 。

解：表压为：10p p p gh ρ=-==1000*9.81=98100pa. 绝对压力为：10p p p =+=98100+101000=199100pa.2.3 正立方体水箱内空间每边长0.6m,水箱上面装有一根长30m 的垂直水管，内径为25mm,水管下端与水箱内部上表面齐平，箱底是水平的。

若水箱和管装满水（密度为1000kg 3m -），试计算：（1）作用在箱底的静水压力；（2）作用在承箱台面上的力。

解：（1）p gh ρ==1000*9.8*（30+0.6）=300186pa (2) F gv ρ==1000*9.8*(0.216+0.015)=2264N.2.4 如题图2.4所示，大气压力为a p =100kN 2m -,底部A 点出绝对压力为130kN 2m -,问压力计B 和压力计C 所显示的表压各是多少？解：C 表显示：1c A p p gh ρ=-=130-9.81*1=120.43kN 2m -B 表显示：2B A p p gh ρ=-=100+9.81*1*3=139.43kN 2m -2.5 倾斜式微压计由贮液杯和倾斜管组成，如题图2.5所示，贮液杯内自由面上的压力为大气压力a p ，斜管接待测压力p(<a p ),若p=a p 时斜管中液柱读数为0a ，试证明 00()(1)sin sin a sp p g a a s ραα-=-+式中，a 为测压时斜管中液柱的读数；s 为斜管的横截面积；0s 为贮液杯的横截面积；α为斜管的倾斜角。

船舶结构设计中的流体力学原理考核试卷

B.船舶质量
C.船舶长度
D.船舶推进器配置
5.船舶在波浪中航行时，可能会受到哪些影响？（）
A.波高
B.波长
C.波速
D.船舶质量
6.以下哪些设计可以提高船舶的耐波性？（）
A.优化船体线型
B.增加船体宽度
C.减小船舶长度
D.提高船舶推进力
7.在船舶结构设计中，哪些因素与船舶的稳性相关？（）
A.船体形状
B.船舶质量分布
7.船舶结构设计中的强度计算主要考虑______、______和______。（）
8.船舶的载重量与船体的______和______有关。（）
9.为了减小船舶的阻力，可以采取_限水域航行时，其阻力会因______和______等因素而增加。（）
四、判断题（本题共10小题，每题1分，共10分，正确的请在答题括号中画√，错误的画×）
B.船体厚度
C.船体形状
D.船舶质量
11.以下哪些条件会影响船舶在受限水域的航行阻力？（）
A.水域宽度
B.水域深度
C.船舶速度
D.船体形状
12.以下哪些因素与船舶的航向稳定性有关？（）
A.船体形状
B.船舶质量
C.船舶推进器
D.船舶航行速度
13.以下哪些流体力学原理可以解释船舶转弯时的现象？（）
A.离心力
A.船体形状
B.船舶质量
C.船舶速度
D.船舶推进器
18.在船舶结构设计中，以下哪种方法可以提高船舶的航向稳定性？（）
A.增加船体宽度
B.减小船体长度
C.优化船体线型
D.增加船舶推进器
19.以下哪个流体力学原理可以解释船舶在波浪中航行时的上下颠簸现象？（）
A.船舶阻力

船舶流体力学与船体设计考核试卷

船舶流体力学与船体设计考核试卷
考生姓名：__________答题日期：__________得分：__________判卷人：__________
一、单项选择题（本题共20小题，每小题1分，共20分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1.以下哪个不是船舶流体力学的研究内容？()
A.流体性质
2.改变船体形状减小阻力的原理是通过流线型设计减少水流与船体的摩擦和阻力。这能提高推进效率，降低能耗。
3.船体稳定性是设计中的关键，静稳定性指船体在静止状态下的稳定性，动稳定性指船体在运动中的稳定性，二者主要区别在于考虑的因素和船体的运动状态。
4.船舶在波浪中运动时受到的主要力包括浮力、波浪力、阻力等，这些力影响船体的结构强度、航行稳定性和舒适性。
C.横摇幅值
D.船体的吃水深度
14.以下哪些是船体设计中减小船舶振动的方法？()
A.优化船体结构
B.增加船体的刚度
C.使用减震材料
D.减少船体的载重量
15.以下哪些推进器适用于不同类型的船舶？()
A.螺旋桨
B.水平轴风力推进器
C.垂直轴风力推进器
D.柴油机
16.以下哪些因素会影响船体在静水中的稳定性？()
A.船体的形状
B.船体的重心位置
C.船体的排水量
D.船体的材料
17.以下哪些是船体设计中考虑的安全因素？()
A.船体的结构强度
B.船体的稳定性
C.船体的耐波性
D.船体的载重量
18.以下哪些因素会影响船体的方形系数？()
A.船体的长度
B.船体的宽度
C.船体的吃水深度
D.船体的排水量
19.以下哪些现象与船舶的纵向运动有关？()

船舶流体力学作业参考答案 10-Answer

船舶流体力学(NA235)第十次作业
（2013-2014 第二学期） (共五题,不提交，自己练习)
一、试根据模型潜艇在风洞中的试验来推算实艇潜航时的有关数据。设模型与实艇的比例为 1/10 ，风洞内压力为 20 个大气压，当风洞的风速为12m / s 时，测得模型的阻力为120N 。试求：（1）对应这一试验状态的实艇航速；（2）在这一航速下推进实艇所需的功率。
四、在低速流的 Stokes 近似中，圆球的阻力与流体的密度无关，而仅是圆球速度V ，粘性系数及圆球直径 D 的函数，试建立阻力 F 的函数关系。
参考答案：阻力： F kV ab Dc
M ： 1b L： 1abc T ： 2 a b 解得：
MLT 2 (LT 1)a (ML1T 1)b Lc
实船剩余阻力：
Rw
rw
3
s m
1.19 640001.025 78064kgf
78.064ton
实船摩擦阻力：
实船总阻力：
Rf 0.29v1s.8 s 0.29 121.8 2500 63513.2kgf 63.513ton
Rt Rf Rw 63.513 78.064 141.577ton
rm
(50)3 9.81
1226250N 1226.25kN
（2）主要作用力为摩擦阻力时，两者 Re 数应相等，即：
vm lm vs Ls
m
s
vs
lm Ls
vm
1 50
1.33
0.0266m /
s
Rs
1 2
svs2 L2s
1 2
mvm2 lm2
rm
1 9.81
9.81N
三、某船以12m / s 的速度航行时湿表面积为 2500m2 。用比例为1/ 40 的船模在相当速度下进行试验，测得的总阻力为 3.2kgf ，根据试验发现船模的摩擦阻力可按式 0.37v1.95 (kgf / m2 ) 进行计算，对应的实船摩擦阻力公式则为 0.29v1.8 ，两式中的 v 均为船速，试求实船的总阻力。（设实船在海水中航行，模型在淡水中航行）

哈工程船舶流体力学答案第七章答案

第七章答案7-1 油在水平圆管内作定常层流运动，d=75mm, Q=7l/s,ρ=800kg/3m , 壁面上τ=48N/2m ,求油的粘性系数。

解：圆管层流，流量44482a p Q Q p l l a πμμπ∆=∆⇒=管壁上342433444 3.5510/24p Q Q Q a y a a m s l a a a Q μμρυτπτυπππρ-∆=====⇒==⨯ （结论）7-2 Prandtl 混合长度理论的基本思路是什么答：把湍流中微团的脉动与气体分子的运动相比拟，将Reynolds 应力用混合长度与脉动速度表示。

7-3 无限大倾斜平板上有厚度为h 的一层粘性流体，在重力g 的作用下作定常层流运动，自由面上压力为大气压Pa 且剪切应力为0。

流体密度为ρ ，运动粘性系数为 ν，平板倾斜角为 θ。

求垂直于x 轴的截面上流体的速度分布和压力分布。

解：不可压缩平面流动的Navier-Stokes 方程为：2211x y u u u p u v f u t x y x v v v p u v f v tx y y υρυρ∂∂∂∂⎧++=-+∇⎪∂∂∂∂⎪⎨∂∂∂∂⎪++=-+∇⎪∂∂∂∂⎩连续方程为：0u vt t∂∂+=∂∂ 由于流动定常，故Navier-Stokes 方程中0u v t t∂∂==∂∂，则 Navier-Stokes 方程可简化为2211x yu u p u v f u x y x v v p u v f vxy y υρυρ∂∂∂⎧+=-+∇⎪∂∂∂⎪⎨∂∂∂⎪+=-+∇⎪∂∂∂⎩边界条件为：y=0时，u=0 ,v=0y=h 时，v=0,τ=0，p=Pa由上述边界条件知，v 始终为0，故0,0v u x∂∂==∂∂。

则以上Navier-Stokes 方程的第二式可进一步简化为：10y pf yρ∂=-∂ 1cos cos cos y p pf g g p g y c y yθρθρθρ∂∂⇒==-⇒=-⇒=-+∂∂ 由y=h 时p=Pa 解得：常数cos c Pa g h ρθ=+故cos ()P Pa g h y ρθ=+-以上Navier-Stokes 方程的第一式可进一步简化为：210x pf u xυρ∂=-+∇∂ 因p 为y 的函数，所以上式中p x∂∂=0 上式最终简化为：22222212sin sin sin sin 2x u f g d ug dy d u g dy g y u c y c υθυθρθμρθμ∇=-=-⇒=-⇒=-⇒=-⋅++由边界条件，y=0时，u=0,立即得到2c =0，又由11sin 01sin g h c c g hρτμθμρθμ⎛⎫=-⋅+= ⎪⎝⎭⇒=⋅ 所以21sin sin 2g y u g h y ρθρθμμ=-⋅+⋅⋅2sin 2y hy γθμ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭（答案）7-4 两块无限长二维平板如图所示，其间充满两种粘性系数分别为1μ、2μ，密度分别为1ρ、2ρ，厚度分别为1h 、2h 。

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