贾月梅主编流体力学第一章课后习题答案
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
《流体力学》
习题与答案
周立强
中南大学机电工程学院液压研究所
第1章流体力学的基本概念
1-1.是非题(正确的打“√”,错误的打“”)
1.理想流体就是不考虑粘滞性的、实际不存在的,理想化的流体。(√)
2.在连续介质假设的条件下,液体中各种物理量的变化是连续的。(√)
3.粘滞性是引起流体运动能量损失的根本原因。(√)
4.牛顿内摩擦定律适用于所有的流体。()
5.牛顿内摩擦定律只适用于管道中的层流。()
6.有旋运动就是流体作圆周运动。()
7.温度升高时,空气的粘度减小。()
8.流体力学中用欧拉法研究每个质点的轨迹。()
9.平衡流体不能抵抗剪切力。(√)
10.静止流体不显示粘性。(√)
11.速度梯度实质上是流体的粘性。(√)
12.流体运动的速度梯度是剪切变形角速度。(√)
13.恒定流一定是均匀流,层流也一定是均匀流。()
14.牛顿内摩擦定律中,粘度系数m和v均与压力和温度有关。()
15.迹线与流线分别是Lagrange和Euler几何描述;它们是对同一事物的不同
说法;因此迹线就是流线,流线就是迹线。()
16.如果流体的线变形速度θ=θx+θy+θz=0,则流体为不可压缩流体。(√)
17.如果流体的角变形速度ω=ω
x +ω
y
+ω
z
=0,则流体为无旋流动。(√)
18.流体的表面力不仅与作用的表面积的外力有关,而且还与作用面积的大小、
体积和密度有关。()
19.对于平衡流体,其表面力就是压强。(√)
20.边界层就是流体的自由表明和容器壁的接触面。()
1-2已知作用在单位质量物体上的体积力分布为:x y z f ax f b f cz
⎧=⎪
=⎨⎪
=⎩,物体的密度
2lx ry nz ρπ=++,坐标量度单位为m ;其中,0a =,0.1b N kg =,()0.5c N kg m =⋅;52.0l kg m =,0r =,41.0n kg m =。试求:如图1-2所示区域的体积力x F 、
y F 、Fz 各为多少?
题1-2图
解:
V V V V
V
F f dV f dxdydz ρρ==⎰⎰⎰⎰
00x x V
V
F f dV dxdydz ρρ∴==⋅=⎰⎰⎰⎰
0x F N =
y
z
x
3
4
2
()()342
20
232220.1201212
10.10.132322
1323240.116.83
2y V
F dx dy b lx ry nz dz
x y z dxdydz
x yz z xy x z xyz
N
∴=++=++⎛⎫⎛⎫=+⨯=⨯+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎛⎫=⨯+⨯⨯⨯⨯⨯= ⎪⎝⎭⎰⎰⎰⎰⎰⎰ 16.8y F N =
()()()()3
4
2
20
232322222012
111
666
1
322324886
z V
F dx dy cz lx ry nz dz
z
x y z dxdydz x yz z xy x z z xyz
N ∴=++=++⎛⎫=+=+ ⎪⎝⎭=⨯+⨯⨯⨯=⎰⎰⎰⎰⎰⎰
88z F N =
答:各体积力为:0x F N =、16.8y F N =、88z F N =
1-3作用在物体上的单位质量力分布为:0x y z f ax f b f ===、、,物体的密度为 ()33cx ez kg m ρ=+,如图1-3所示,其中,()10a N kg m =⋅, 15b N kg =,
41c kg m =;61e kg m =。试求:作用在图示区域内的质量总力?
解:
m m m V
V
F f dV f dxdydz ρρ==⎰⎰⎰⎰
y
z
x
3m
2m
2m
题图1-3
()()3322
30
2321010534105338322
34720x x V
V
F f dV ax cx ez dxdydz
dx dy x x z dz
x xz xyz
N
ρ==⋅+=+⎛⎫
=+⋅ ⎪⎝⎭⎛⎫
=⨯+⨯⨯⨯⨯⨯ ⎪⎝⎭
=⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰
720x F N
=
m m m V
V
F f dV f dxdydz
ρρ==⎰⎰⎰⎰
()()3322
30
3151
1152
41
11538322
2
4630y y V
V
F f dV b cx ez dxdydz
dx dy x z dz
x z xyz
N ρ∴==⋅+=+⎛⎫=⨯+⋅ ⎪⎝⎭⎛⎫=⨯⨯+⨯⨯⨯⨯ ⎪⎝⎭=⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰
630y F N =
m m m V
V
F f dV f dxdydz ρρ==⎰⎰⎰⎰
()300z z V
V
F f dV cx ez dxdydz
N
ρ==⋅+=⎰⎰⎰⎰
0z F N =
m m m V
V
F f dV f dxdydz ρρ==⎰⎰⎰⎰