上海交通大学流体力学试卷二
流体力学试题及答案
全国2012年10月自学考试流体力学试题课程代码：03347请考生按规定用笔将所有试题的答案涂、写在答题纸上。
选择题部分注意事项：1. 答题前，考生务必将自己的考试课程名称、姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔填写在答题纸规定的位置上。
2. 每小题选出答案后，用2B铅笔把答题纸上对应题目的答案标号涂黑。
如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。
不能答在试题卷上。
一、单项选择题(本大题共10小题，每小题2分，共20分)在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其选出并将“答题纸”的相应代码涂黑。
错涂、多涂或未涂均无分。
1.如图所示，在油面上作水平运动的平板引起油层内油的速度分布为u=2y.已知油的动力粘度为μ，则作用在油层内剪应力的分布为A.τ=yB.τ=μC.τ=2yD.τ=2μ2.露天水池，水深2m处的相对压强为A.2.0kPaB.9.8kPaC.19.6kPaD.25.0kPa3.如图所示变直径水管。
已知管径d1=50mm，d2=80mm，断面平均流速υ1=3.5m/s，则υ2为A.1.37m/sB.1.73m/sC.2.19m/sD.2.77m/s4.水管长l=10m，直径d=50mm，沿程阻力系数λ=0.0283，沿程水头损失h f=1.2m ，水管的1 全国2012年10月自学考试流体力学试题流速为A.0.21m/sB.0.46m/sC.2.04m/sD.4.16m/s5.阀门突然关闭时，水击波传播过程的第一阶段为A.增压波从管道进口向阀门传播B.减压波从管道进口向阀门传播C.增压波从阀门向管道进口传播D.减压波从阀门向管道进口传播6.已知矩形断面渠道底宽为4m，其水力最优断面水深应为A.1mB.2mC.4mD.8m7.明渠均匀流为急流时A.Fr<lB.υ<υcC.h>h cD.i>i c8.实用堰堰顶厚度δ与堰上水头H比值的范围为A.δ/H<0.67B.0.67<δ/H <2.5C.2.5<δ/H <10D.δ/H >109.自由溢流的矩形薄壁堰，堰宽b=1.0m，流量系数m0=0.46，当堰上水头H=0.392m时，通过的流量为A.0.1 m3/sB.0.5m3/sC.1.0 m3/sD.5.0 m3/s10.达西定律与裘皮依公式分别适用于A.均匀渗流与渐变渗流B.渐变渗流与均匀渗流C.急变渗流与均匀渗流D.均匀渗流与急变渗流非选择题部分注意事项：用黑色字迹的签字笔或钢笔将答案写在答题纸上，不能答在试题卷上。
流体力学(流体静力学)历年真题试卷汇编2
流体力学（流体静力学）历年真题试卷汇编2(总分：62.00，做题时间：90分钟)一、多项选择题(总题数：2，分数：4.00)1.多项选择题下列各题的备选答案中，至少有一个是符合题意的，请选出所有符合题意的备选答案。
（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 解析：2.(西南交通大学2003—2004学年第1学期期末考试试题A卷)下列关于压力体的说法中，正确的有( )。
（分数：2.00）A.当压力体和液体在曲面的同侧时，为实压力体，P z方向向下√B.当压力体和液体在曲面的同侧时，为虚压力体，P z方向向上C.当压力体和液体在曲面的异侧时，为实压力体，P z方向向下D.当压力体和液体在曲面的异侧时，为虚压力体，P z方向向上√解析：二、判断题请判断下列各题正误。
(总题数：2，分数：4.00)3.(中国农业大学2007一2008年度秋季学期期末考试试题)判断题：基准面可以任意选取。
（分数：2.00）A.正确√B.错误解析：4.(西南交通大学2003--2004学年第1学期期末考试试题A卷)判断题：在工程流体力学中，单位质量力是指作用在单位重量流体上的质量力。
（分数：2.00）A.正确B.错误√解析：解析：在工程流体力学中，单位质量力是指作用在单位质量流体上的质量力。
三、简答题(总题数：3，分数：6.00)5.(哈尔滨工业大学2007年秋季学期期末考试试题)推求流体静平衡微分方程。
（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________正确答案：(正确答案：在静止流体中取如图2—62所示微小六面体。
设其中心点A(x，y，z)的密度为ρ，压强为p，所受质量力为f。
上海交通大学精品课程流体力学课件
应重点理解和掌握的主要概念有：流体质点、流体的连续介质模型、 粘性、粘度、粘温关系、理想流体。流体区别于固体的特性。 还应熟练掌握牛顿内摩擦定律及其应用。
第二章 流体静力学
平衡（静止）
绝对平衡 —— 流体整体 对于地球无相对运动。
相对平衡 —— 流体整体 对于地球有相对运动，但 流体质点间无相对运动。
§1-3 流体的主要物理性质
z
一、密度
P
= lim
V0
M V
kg/m3
• 流体密度是空间位置
x
和时间的函数。
V. M
P ( x,y, z )
y
• 对于均质流体： M
V
kg/m3
二、压缩性
可压缩性—— 流体随其所受压强的变化而发生
体积（密度）变化的性质。
体积压缩率（体积压缩系数）：
pAxp12dxdydz,
pA
p x
1dxdydz 2
三、平衡微分方程
沿 x 轴方向有 Fx = 0 即：pA x p1 2dxdydzpA x p1 2dxdydz
dxdfyx d0z
化简整理后，将方程两边同除以微小六面体的
对于如图所示容器中的流体，单位质量 流体 所受质量力在各坐标方向上的分量为： fx0, fy0, fzm m g g 将上述结果代入欧拉平衡微分方程的综合表达式
得：dpgd,z移项后得：dz dp 0
g
或： d
^ 因ABC·cos(n, x) = 1/2dydz (ABC在yoz平面上
的投影)
则： 1/2dydz ( px – pn ) + /6·dxdydz fx = 0
略去三阶微量 dxdydz. 可得： px = pn
流体力学试题及答案..(可编辑修改word版)
一、填空题流体力学复习题-----2013 制1、1mmH2O= 9.807 Pa2、描述流体运动的方法有欧拉法和拉格朗日法。
3、流体的主要力学模型是指连续介质、无粘性和不可压缩性。
4、雷诺数是反映流体流动状态的准数，它反映了流体流动时粘性力与惯性力的对比关系。
5、流量Q1 和Q2，阻抗为S1 和S2 的两管路并联，则并联后总管路的流量Q 为Q= Q1 + Q2，总阻抗S 为。
串联后总管路的流量 Q 为 Q= Q1 =Q2，总阻抗 S 为S1+S2 。
6、流体紊流运动的特征是脉动现行，处理方法是时均法。
7、流体在管道中流动时，流动阻力包括沿程阻力和局部阻力。
8、流体微团的基本运动形式有：平移运动、旋转流动和变形运动。
9、马赫数气体动力学中一个重要的无因次数，他反映了惯性力与弹性力的相对比值。
10、稳定流动的流线与迹线重合。
全11、理想流体伯努力方程z + p + u 2= 常数中，其中 + p 称为 z测压管 水头。
r 2g r12、一切平面流动的流场，无论是有旋流动或是无旋流动都存在 流线，因而一切平面流动都存在 流函数 ，但是，只有无旋流动才存在势函数。
13、雷诺数之所以能判别 流态 ，是因为它反映了惯性力 和 粘性力的对比关系。
14、流体的主要力学性质有 粘滞性 、 惯性 、 重力性、表面张力性 和 压缩膨胀性。
15、毕托管是广泛应用于测量 气体和 水流一种仪器。
16、流体的力学模型按粘性是否作用分为理想气体和 粘性气体 。
作用与液上的力包括 质量力， 表面力。
17、力学相似的三个方面包括 几何相似 、 运动相似与 动力相似 。
18、流体的力学模型是连续介质 模型。
19、 理 想 气 体 伯 努 力 方 程 p +- +u 2中 ，（z 1 - z 2）（ g ） 2p +（z 1 - z 2）（ -g ） 称势 压， u 2p +2压， p +- +u 2称总压（z 1 - z 2）（ g ） 220、紊流射流的动力特征是 各横截面上的动量相等。
上海交通大学流体力学
关于流体的粘性我们归纳成以下两条：
1. 牛顿粘性流体中的切应力与流体运动的角变形速度成正比，正比系数称为流体的黏度；
2. 流体在与固壁的接触面上与固体同步运动，该固壁边界条件称为无滑移条件。
课后请大家计算二个问题：
1. 黏度为μ的液体通过半径为 R 的圆管在重力作用下（重力加速度 g）向下流动，管中压
这样的流体被称为牛顿粘性流体。小部分流体不满足正比关系，被称为非牛顿粘性流体。
各种流体的黏度各不相同，通常只与温度相关。气体的黏度随温度增加而升高，液体的黏度
随温度增加而降低。
空气和水在 20 摄氏度时的黏度分别为 10-3N s /m2 和 1.82 * 10-5N s /m2，它们的量级很小，
面积为 A，以恒定速度 V 向右拖动。
y 拖板：面积 A，速度 V，拖曳力 F
() =
底板：静止
H
Vδt
γ
x
经过测量表明，施加的拖拽力 F 与速度 V 成正比，与面积 A 成正比，与 H 成反比（不同材
质的平板对实验结果没用影响）
。也就是说
=
=
同时也可以观察到，流体在不同高度 y 的每一层都以各自的速度向右运动，运动速度 u 与高
点未动。那么这条线与原来的垂线位置就有了夹角 d γ，我们有角变形速度
̇ =
tan
/
= lim
= lim
= lim
=
→0
→0 →0
这样我们就得到了切应力与角变形速度的关系:
= ̇
实际上对于一个平行流动而言，角变形速度可以表达为【图示】
上海交通大学精品课程流体力学课件 共325页
归纳两点：
1、平衡流体内不存在切向应力，表面力即为 法向应力（即静压强）；
2、绝对平衡流体所受质量力只有重力，相对 平衡流体可能受各种质量力的作用。
三、 流体静压强的两个重要特性。 1、流体静压强的方向总是沿着作用面的内法线 方向。
2、平衡流体内任一点处的静压强的数值与其作 用面的方向无关，它只是该点空间坐标的函数。
温度内聚力 粘度 温度变化时对流体粘度的影响必须给于重视。
4、理想流体的概念 理想流体——假想的没有粘性的流体。
µ= 0 = 0
实际流体——事实上具有粘性的流体。
小
结
1、流体力学的任务是研究流体的平衡与宏观机械运动规律。
2、引入流体质点和流体的连续介质模型假设，把流体看成没有间隙 的连续介质，则流体的一切物理量都可看作时空的连续函数，可 采用连续函数理论作为分析工具。
质量 dxdydz
得：
fx
1
p x
0
同理：f y
1
p y
0
1 p
fz z 0
静止流体的平衡微分方程 (欧拉平衡微分方程）
方程的物理意义 : 在静止流体中，作用在单位质
量流体上的质量力与作用在该流体表面上的压力 相平衡。
四、综合表达式 将平衡微分方程的三个表达式分别乘以dx、dy、dz 然后相加
第一章 绪论 第二章 流体静力学 第三章 流体动力学 第四章 相似和量纲分析 第五章 管 中 流 动 第六章 孔口和缝隙流动 第七章 气体的一元流动
第一章 绪论
§1-1 流体力学研究的内容和方法 §1-2 流体的概念及其模型化 §1-3 流体的主要物理性质
第二章 流体静力学
流体力学基础——上海交通大学
2.6.1 圆管沿程阻力损失和莫迪图
圆管沿程阻力损失高度表达式，hf
l d
c
2 f
2g
适用于层流与紊流
层流：λ= 64/Re；
紊流：主要依靠实验。
圆管中的水流分成五个区域：
层流区
层流向紊流转变的临界区
紊流光滑区
0.4
或
4000 Re 80 d
紊流过渡区
0.4 6
或 80d Re1000d
紊流粗糙区
2020/5/19
6
或 Re 1000 d
29
工程中应用的管道与人工粗糙管道不同，实用管道的沿程 损失系数可由莫迪曲线图查取 。
2020/5/19
30
2.6.2 非圆形管道的沿程损失
非圆管道（如矩形、圆环形通道等）沿程损失计算，目前仍 采用圆形管道的计算公式，但要用当量直径de 代替式中的圆管 直径d
第二章 流体力学基础
2.1 基本概念 2.2 流体静力学的基本方程 2.3 流体运动的连续性方程和能量方程 2.4 流体的伯努利方程 2.5 层流和紊流 2.6 管内流动的沿程损失和局部损失 2.7 压水反应堆蒸汽发生器一次侧的压降
2020/5/19
1
2-1 基本概念
2.1.1流体的一般特性
流体
气体 液体
先按理想流体处理，然后再考虑粘性影响加以修正，以解决
工20程20/5实/19 际问题。
5
2-2 流体静力学的基本方程
流体静力学研究流体在静止状态下的力学规律。
2.2.1 静止流体中的应力特征
●流体不能承受拉力； ●静止时不存在切向应力，静止流体中的应力垂直于作用面，
这种法向应力称为压力（或压强） ●静止流体中的任意一给定点上，静压力 不论来自何方向，其值均相等。
流体力学试卷、习题及答案.doc
流体力学试卷、习题及答案.doc流体力学与叶栅理论课程考试试题一、选择题（每小题 1 分，共 10 分）1、在括号内填上“表面力”或“质量力”：摩擦力（）；重力（）；离心力（）；浮力（）；压力（）。
2、判断下列叙述是否正确（对者画√，错者画╳）：(a)基准面可以任意选取。
（）(b)流体在水平圆管内流动，如果流量增大一倍而其它条件不变的话，沿程阻力也将增大一倍。
（）(c)因为并联管路中各并联支路的水力损失相等，所以其能量损失也一定相等。
（）(d)定常流动时，流线与迹线重合。
（）(e)沿程阻力系数λ的大小只取决于流体的流动状态。
（）二、回答下列各题（ 1—2 题每题 5 分， 3 题 10 分，共 20 分）1、什么是流体的连续介质模型？它在流体力学中有何作用？2、用工程单位制表示流体的速度、管径、运动粘性系数时，管流的雷诺数Re104，问采用国际单位制时，该条件下的雷诺数是多少？为什么？3、常见的流量的测量方法有哪些？各有何特点？三、计算题（ 70 分）1、如图所示，一油缸及其中滑动栓塞，尺寸D=120.2mm，d=119.8mm，L=160mm，间隙内充满μ=·S的润滑油，若施加活塞以F=10N的拉力, 试问活塞匀速运动时的速度是多少？（ 10 分）题 1 图2、如图所示一盛水容器，已知平壁AB=CD=2.5m，BC及 AD为半个圆柱体，半径R=1m，自由表面处压强为一个大气压，高度H=3m，试分别计算作用在单位长度上AB面、 BC面和 CD面所受到的静水总压力。
（ 10 分）题 2 图3、原型流动中油的运动粘性系数υp=15×10-5m2/s ，其几何尺度为模型的5 倍，如确定佛汝德数和雷诺数作为决定性相似准数，试问模型中流体运动粘性系数υm=？（10分）4、如图所示，变直径圆管在水平面内以α=30。
弯曲，直径分别为d1 =0.2m，d2 =0.15m，过水流量若为Q=0.1m3 /s ，P1=1000N/m2时，不计损失的情况下，求水流对圆管的作用力及作用力的位置。
上海交通大学流体力学第三章
，得
C
G
4
R2
速度分布式为
u G (R2 r2)
4
轴线最大速度为
um
G
4
R2
[例C3.4.1] 圆管定常层流：N－S方程精确解(3-1) 已知: 粘度为μ的不可压缩流体在半径为R的水平直圆管中作定常流动。 求: 用柱坐标形式的N-S方程推导速度分布式。
C3.3.1 平板泊肃叶流动(4-3)
可得
d2u dy 2
1
dp dx
常数
积分得 边界条件： 1．速度分布
u
1
2
dp dx
y2
C1 y
C2
•
y = 0，u = 0，C2= 0
y
=
b，u
=
0，C1
1
2
dp dxbBiblioteka u 1 dp ( y2 by)
2 dx
最大速度
um
b2
du dy
U b
2 n d 60 2
1 b
nd 60b
0.12 3600 0.08 60 0.03103
6 104
(N/m2 )
•
(2) 转动轴所化的功率为
Ts
wA
d 2
w
dl
d 2
6 104
0.082
0.03
/
2
18.1 (N
dx
b 2 dx
沿y 方向线性分布
[例C3.3.2] 圆柱环形缝隙中的流动：库埃特流(2-1)
上海交通大学流体力学试卷三
上海交通大学流体力学试卷三姓名__________ 学号__________ 班级__________ 专业__________ 得分__________A.一、选择题：1．从力学的角度分析，一般流体和固体的区别在于流体_________。
A.能承受拉力，平衡时不能承受切应力。
B.不能承受拉力，平衡时能承受切应力。
C.不能承受拉力，平衡时不能承受切应力。
D.能承受拉力，平衡时也能承受切应力。
2．下列流体哪个属牛顿流体?A.汽油B.纸浆C.血液D.沥青3．15︒C时空气和水的运动粘度系数为ν空气=14.55⨯10-6㎡/s，ν水=1.141⨯10-6㎡/s，这说明____。
A空气比水的粘性大 B.空气比水的粘度小C.空气与水的粘性接近D.不能直接比较4．欧拉法______描述流体质点的运动。
A．直接 B．间接 C．不能 D．只在定常时能5．非定常流动中，流线与迹线_________。
A一定重合 B.一定不重合 C.特殊情况下可能重合 D.一定正交6．一维流动中，“截面积大处速度小，截面积小处速度大”成立的必要条件是。
A.理想流体B.粘性流体C.可压缩流体D.不可压缩流体7．沿流线成立的伯努利方程的限制条件不包含______。
A．不可压缩流体 B．无粘流体 C．定常流动 D．无旋流动8．虹吸管最高处的压强。
A．大于大气压 B．等于大气压 C．小于大气压 D．无法确定9. 在安排管道阀门阻力试验时，首先考虑要满足的相似准则是________。
A．雷诺数Re B.弗鲁德数Fr C.斯特罗哈数St D.欧拉数Eu10．欧拉数Eu代表的是之比。
A.惯性力与压力B.惯性力与重力C.惯性力与表面张力D.惯性力与粘性力二、已知平面流场的速度分布为u = x +t, v = -y + t 。
试确定一、 （1） 是否定常流场；二、 （2） t = 0时过点（1,1）的流线；三、 （3） t = 0时过点（1,1）的迹线，并与流线比较。
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§1-2 流体的概念及其模型化
一、流体的物质属性
1、流体与固体 流体：可承受压力，几乎不可承受拉力，承受剪 切力的能力极弱。
易流性 —— 在极小剪切力的作用下，流体就将产 生无休止的（连续的）剪切变形（流动），直到 剪切力消失为止。
流体没有一定的形状。固体具有一定的形状。
固体：既可承受压力，又可承受拉力和剪切力，在 一定范围内变形将随外力的消失而消失。
温度内聚力 粘度 温度变化时对流体粘度的影响必须给于重视。
4、理想流体的概念 理想流体——假想的没有粘性的流体。
µ= 0 = 0
实际流体——事实上具有粘性的流体。
小
结
1、流体力学的任务是研究流体的平衡与宏观机械运动规律。
2、引入流体质点和流体的连续介质模型假设，把流体看成没有间隙 的连续介质，则流体的一切物理量都可看作时空的连续函数，可 采用连续函数理论作为分析工具。
dv dy
代表了粘性的大小
µ 的物理意义：产生单位速度梯度，相邻流 层在单位面积上所作用的内摩擦力（切应力）的 大小。
常用粘度表示方法有三种：
<1>动力粘度 µ 单位 ： Pa s （帕 • 秒） 1 Pa s = 1 N/m2 s
<2>运动粘度：
单位：m2 / s
工程上常用：10 – 6 m2 / s (厘斯) mm2 / s 油液的牌号：摄氏 40ºC 时油液运动粘度的 平均厘斯( mm2 /s )值。
体积: dVdxdydz
分析微小正平行六面体微团受力：
一、质量力
dFmx = dxdydz fx dFmy = dxdydz fy dFmz = dxdydz fz
二、表面力
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上海交通大学流体力学试卷二
姓名__________ 学号__________ 班级__________ 专业__________ 得分
__________
1. 一、 选择题：
1．液体的粘性主要来自于液体_______。
A.分子的热运动 B.分子间内聚力 C.易变形性 D.抗拒变形的能力
2．温度升高时，空气的粘度 。
A.减小 B. 增大 C.不变 D.无规律
3．流体的压缩性不能用_____直接描述。
A.体积压缩系数 B.弹性模量 C.声速 D.密度。
4．按定义，牛顿粘性定律
A.只适用于牛顿流体。 B.只适用于部分牛顿流体。
C.也适用于非牛顿流体。 D.适用于所有流体。
5．流线与流线，在通常情况下__________。
A.能相交，也能相切。 B.仅能相交， 但不能相切。
C仅能相切，但不能相交。 D.既不能相交，也不能相切。
6．单位时间内，控制体内由于密度变化引起的质量增量等于从控制面 。
A．流入的质量 B．流出的质量 C.流入与流出质量之和 D.流入与流出质
量之差
7．运用沿总流的伯努利方程时所选取的两个断面 。
A. 可以是任何断面 B. 必须是均流断面
C. 之间可以有急变流 D. 之间必须是缓变流
8．沿总流的伯努利方程中的速度V是指 速度
A. A. 有效截面上任意点 B.有效截面平均 C.有效截面形心处 D.有效
截面上最大。
9.在安排水池中的船舶阻力试验时，首先考虑要满足的相似准则是________。
A.雷诺数Re B. 弗鲁德数Fr C.斯特罗哈数St D.欧拉数Eu
10．弗鲁德数Fr代表的是 之比。
A.惯性力与压力 B.惯性力与重力
C.惯性力与表面张力 D.惯性力与粘性力
二、在平面不可压缩定常流场中，已知y方向的速度分布为 32xyv。设在坐
标原点的速度为u = v = 0，试求
1. （1） x方向的速度分布式；
2. （2） 在点（1，1）的加速度；
3. （3） 过点（1，4）的流线方程。
三、图示一虹吸管，直径为d = 75mm。设当地大气压pa =1.01×105 Pa (ab)，
水的饱和蒸汽压强pv =2.33 k Pa (ab)。若管内流量为Q = 0.03 m3/s，试求
为确保管内连续流动（不出现汽泡）允许的最大高度 mh。
四、图示为一与水平面倾角 = 45 的滑水板，在静止水面以恒定速度 V=10 m/s
沿着水平方向滑行，在平板后面引起水位降低 h=10cm。试求单位宽度平板（垂
直于纸面方向）所受到的水流作用力 F。（忽略水的粘性及重力）
五、设网球在空气中飞行时，所受转动力矩M与网球的直径d ，飞行速度V，旋
转角速度ω，空气的密度ρ和粘度μ等因素有关，试用量纲分析方法推导力
矩与这些参数的Π关系式，取ρ，V，d为基本量。
参考答案：
一，1B 2B 3D 4A 5C 6D 7C 8B 9B 10B
二，（1） 223yxu,（2） 6yxaa, （3）
三，m72.7mh
四，F =2.4×104N;
五
23
(,)dMVdfVdV