完整word版,《高等流体力学》复习题
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《高等流体力学》复习题
一、基本概念
1. 什么是流体,什么是流体质点?
2. 什么是流体粘性,静止的流体是否具有粘性,在一定压强条件下,水和空气的粘性随着温度的升高
是如何变化的?
3. 什么是连续介质模型?在流体力学中为什么要建立连续介质这一理论模型?
4. 给出流体压缩性系数和膨胀性系数的定义及表达式。
5. 简述系统与控制体的主要区别。
6. 流体静压强的特性是什么?绝对压强s p 、计示压强(压力表表压)p 、真空v p 及环境压强(一般
为大气压)a p 之间有什么关系?
7. 什么是理想流体,正压流体,不可压缩流体?
8. 什么是定常场,均匀场,并用数学形式表达。
9. 分别用数学表达式给出拉格朗日法和欧拉法的流体加速度表达式。
10. 流线和迹线有何区别,在什么条件下流场中的流线和迹线相重合?
11. 理想流体运动时有无切应力?粘性流体静止时有无切应力?静止时无切应力是否无粘性?为什么?
12. 试述伯努利方程()2
2p V Z C g g
ψρ++=中各项的物理意义,并说明该方程的适用条件。 13. 流体有势运动指的是什么?什么是速度势函数?无旋运动与有势运动有何关系?
14. 什么是流函数?存在流函数的流体具有什么特性?(什么样的流体具有流函数?)
15. 平面流动中用复变位势描述的流体具有哪些条件(性质)?
16. 伯努利方程2
2p V Z Const g g
ρ++=对于全流场均成立需要基于那些基本假设? 17. 什么是第一粘性系数和第二粘性系数?在什么条件下可以不考虑第二粘性系数?stokes 假设的基本
事实依据是什么?
18. 为推出牛顿流体的本构方程,Skokes 提出了3条基本假设,分为是什么?
19. 作用在流体微团上的力分为那两种?表面应力ij τ的两个下标分别表示?ij τ的正负如何规定?
20. 从分子运动学观点看流体与固体比较有什么不同?
21. 试述流体运动的Helmhottz 速度分解定律并给出其表达式。
22. 流体微团有哪些运动形式?它们的数学表达式是什么?
23. 描述流体运动的基本方法有哪两种?分别写出其描述流体运动的速度、加速度的表达式。
24. 什么是随体导数(加速度)、局部导数(加速度)及位变导数(加速度)?分别说明0=dt v d ϖ,0=∂∂t
v ϖ及()0=∇⋅v v ϖϖ的物理意义?
25. 什么是流体的速度梯度张量?试述其对称和反对称张量的物理意义。
26. 流体应力张量的物理意义是什么?它有什么性质?
27. 某平面上的应力与应力张量有什么关系?nm mn p p =的物理含义是什么?
28. 流体微团上受力形式有哪两种?它们各自用什么形式的物理量来表达?
29. 什么是广义的牛顿流体和非牛顿流体?
30. 试述广义牛顿内摩擦定律的物理意义及相应的数学表达式?
31. 粘性流动和理想流动的壁面边界条件有何不同?
32. 简述N-S 方程是如何得到的,以不可压流动的N-S 方程2d p f dt υνυρ
∇=-+∇v
u v v 为例,说明其各项的物理意义。
33. 在理想有势的流动假设条件下,绕流物体产生的升力主要受那些因素的影响,有何规律?
34. 什么是层流运动、湍流运动、雷诺数和临界雷诺数?
35. 圆管中定常不可压层流和湍流运动的速度分布规律是什么?
36. 流动相似的条件是什么?简述π定理的内容。
37. 什么是马赫数?其物理意义是什么?
38. 什么是雷诺数?其物理意义是什么?
39. 给出当量直径(水力直径)的表达式并说明各项的意义。
40. 流体的阻力可分为哪几种?管路中因阻力引起的损失通常分为哪几种?影响管路损失系数的主要因
素有那些?
41. 何谓管道流动的水击现象,如何减轻水击造成的危害?
42. 怎样判断流动是否有旋,涡度与速度环量有何关系,流动是否有旋与流体质点的运动轨迹有关吗?
43. 试说明粘性流体流动的三个基本特征,它们与理想流体运动相比有何不同?
44. 什么是涡管?涡管模型的特点是什么?
45. 使流体涡量产生变化的因素有哪些?其中哪些是流体运动的内在因素,哪些是外在因素?
46. 螺旋流、偶极子流和绕圆柱体有环流动分别是由那些基本势流叠加而成?
47. 何谓空化现象?何谓空蚀现象?
48. 试说明层流边界层和湍流边界层的速度分布特征。
49. 分别给出不可压流动平板边界层的位移(排挤)厚度和动量损失厚度的表达式。
50. 试述雷诺应力j i u u ''-ρ的物理意义及其与分子粘性应力的异同。
51. 试述平板湍流边界层的结构及其速度分布特征。
52. 边界层理论的基本思想是什么?平板不可压定常层流边界层的厚度主要受那些因素的影响?
53. 边界层分离的概念和原因是什么?分离点处的流动特征是什么(用表达式)?
54. 求解平板边界层动量积分方程时原则上需要补充那几个方程?
55. 以圆柱绕流为例,简述卡门涡街现象,并对涡街引发圆柱振动作简要说明。
56. 简述卡门涡街流量计测量流量的基本原理。
57. 大涡模拟的基本思想是什么?
58. 简述湍流的特点、湍流模型的概念和主要分类。
59. 什么是Prantl 混合长度?雷诺应力的定义表达式是什么?雷诺应力有何特征?
60. 什么是壁面函数?引入壁面函数的意义何在?
61. 粘性流动的动能方程()()
2:2D V f V T V pV p V T dt ρρε⎛⎫=⋅+∇⋅⋅-∇⋅+∇⋅- ⎪⎝⎭s r s r t u v u v u v u v u v 中右边5项的物理意义依次为?
62. 完整的CFD 数学模型主要包括那些内容?
63. 利用CFD 技术求解流动问题主要包括那三个环节?各环节主要完成那些工作?
64. 为提高CFD 计算的效率和精度,计算网格应具备那些特点。
65. 给出速度矢量的随体导数表达式并说明各项的物理意义。
66. 什么是声速,理想气体的声速大小与那些因素有关?
67. 在流场中出现扰动时,亚声速气流和超声速气流的流动状态有何本质上的区别?
68. 什么是压气机的喘振现象,喘振和旋转失速有何关系?
69. 什么是压气机的堵塞现象,产生堵塞的原因是什么?
70. 什么是喷管的壅塞的现象,为什么会出现这种现象?
71. 什么是激波,激波在什么条件下才会出现,激波通常分为那三种?
72. 激波是压缩波还是膨胀波,激波前后的流动参数速度、压力和密度是如何变化的,激波前后的流动
一般看作等熵过程还是绝热过程?
二、推导及证明
1.根据质量守恒定律推导连续性方程。
2.根据动量定律推导出微分形式的运动方程。
3.试推导理想流体平面二维运动欧拉微分方程式。
4.从N-S 方程出发,试推导出Bernoulli 公式()2
2p V z C g g
ψρ++=,其中ψ表示流线。 5.试利用N-S 方程证明不可压平面层流的流函数(,,)x y z ψ满足:
2
2222()t y x x y ψψψψψμψρ∂∂∂∂∂∇+∇-∇=∇∇∂∂∂∂∂ 其中:444224224()2x x y y ∂∂∂∇∇=++∂∂∂∂。