流体力学试卷及答案讲课稿

流体力学试卷及答案

1．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

2．如图所示

A. p0=p a；

B. p0>p a；

C. p0

D. 无法判断。

3．在研究流体运动时，按照是否考虑流体的粘性，可将流体分为( )。

A. 牛顿流体及非牛顿流体；

B. 可压缩流体与不可压缩流体；

C. 均质流体与非均质流体；

D. 理想流体与实际流体。

4．比较重力场（质量力只有重力）中，水和水银所受的单位质量力f水和f水银的大小？

A. f水

B. f水=f水银；

C. f水>f水银；D、不一定。

5．流动有势的充分必要条件是( )。

A. 流动是无旋的；

B. 必须是平面流动；

C. 必须是无旋的平面流动；

D. 流线是直线的流动。

6．雷诺数 Re 反映了( )的对比关系

A.粘滞力与重力

B.重力与惯性力

C. 惯性力与粘滞力

D. 粘滞力与动水压力7．一密闭容器内下部为水，上部为空气，液面下4.2m处测压管高度为2.2m，设当地大气压为1个工程大气压，则容器内气体部分的相对压强为___ 水柱（）。

A. 2m

B. 1m

C. 8m

D. －2m

8．如图所示，下述静力学方程哪个正确？B

9．下列压强分布图中哪个是错误的？B

10．粘性流体总水头线沿程的变化是( ) 。

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

一．名词解释（共10小题，每题2分，共20分）

1．粘滞性——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．迹线——流体质点的运动轨迹曲线

流线——同一瞬时，流场中的一条线，线上每一点切线方向与流体在该点的速度矢量方向一致

3．层流——流体运动规则、稳定，流体层之间没有宏观的横向掺混

4．量纲和谐——只有量纲相同的物理量才能相加减，所以正确的物理关系式中各加和项的量纲必须是相同的，等式两边的量纲也必然是相同的

5．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

6．排挤厚度——粘性作用造成边界层速度降低，相比理想流体有流量损失，相当于中心区理想流体的流通面积减少，计算时将平板表面上移一个厚度，此为排挤厚度7．顺压力梯度——沿流动方向压力逐渐降低，边界层的流动受压力推动不会产生分离8．时均速度——湍流的瞬时速度随时间变化，瞬时速度的时间平均值称为时均速度

9．输运公式——将系统尺度量转换成与控制体相关的表达式

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是空间坐标和时间的单值和连续可微函数。

二．选择题（共10小题，每题3分，共30分）

1BC；2B；3D；4B；5A；6C；7D；8B；9B；10A

三．计算题（共3小题，共50分）

1．如图所示，有一盛水的开口容器以3.6m/s2的加速度沿

与水平成30º夹角的倾斜平面向上运动，

试求容器中水面的倾角，并分析p与水深的关系。

解：根据压强平衡微分方程式：

（1分）

单位质量力：

（2分）

在液面上为大气压强，代入（1分）

由压强平衡微分方程式，得：

（2分）

（2分）

任意点：

（4分）

代入自由面方程得：

p与淹深成正比。（3分）

2．有一30cm15 cm

⨯的文德利管，接入铅垂的输油管上，油的流动方向朝上。已知喉部与进口截面间的高度差为30cm，图中U形管读书为25cm水银柱，试求油的流

量以及进口与喉部两截面之间的压力差。（

2

8825/

g N m

ρ=）

解：130

d cm

=

故

22

1

30706.86

4

a cm

π

=⨯=

（1分）2

15

d cm

=

故

22

2

15176.71

4

a cm

π

=⨯=

（1分）

2

8825/

g N m

ρ=

30

z cm

∆=（2分）

（1）

1333708825 2525

8825

h cm

=⨯

－

水银柱＝（）＝352.8cm

油柱

（2分）

3

12

2222

12

706.86176.71

22981352.8151832/

706.86176.71

a a

Q gh cm s

a a

⨯

=⨯⨯=

--

＝

（5分）（2）

1

1

151832

214.8/

706.86

Q

V cm s

a

===

（1分）

2

2

151832

859.2/

176.71

Q

V cm s

a

===

（1分）

由伯努力方程，知

22

1122

12

22

V p V p

z z

g g g g

ρρ

++=++

（4分）

22

12

214.8859.2

30

29.8129.81

p p

g g

ρρ

+=++

⨯⨯（1分）

所以

11406.323.5382.8 3.828

p p

cm m

g

ρ

-

=-==油柱

（2分）

3. 不可压缩平面流动的流函数为2310

xy x y

+-+，试判断是否存在势函数，如果存在，求其势函数。

解：

（1）

2310

xy x y

ϕ=+-+

此流动无旋，存在势函数φ。2分

x y

d v dx v dy

φ=+