流体力学习题及答案-第一章.doc

【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流流体力学习题及答案-第一章.精品文档.第一章 绪论1-1 连续介质假设的条件是什么？答：所研究问题中物体的特征尺度L，远远大于流体分子的平均自由行程l，即l/L<<1。1-2 设稀薄气体的分子自由行程是几米的数量级，问下列二种情况连续介质假设是否成立？（1）人造卫星在飞离大气层进入稀薄气体层时；（2）假象地球在这样的稀薄气体中运动时。答：（1）不成立。（2）成立。1-3 粘性流体在静止时有没有切应力？理想流体在运动时有没有切应力？静止流体没有粘性吗？答：（1）由于，因此，没有剪切应力。（2）对于理想流体，由于粘性系数，因此，没有剪切应力。（3）粘性是流体的根本属性。只是在静止流体中，由于流场的速度为0，流体的粘性没有表现出来。1-4 在水池和风洞中进行船模试验时，需要测定由下式定义的无因次数（雷诺数），其中为试验速度，为船模长度，为流体的运动粘性系数。如果，温度由增到时，分别计算在水池和风洞中试验时的数。（时水和空气的运动粘性系数为和，时水和空气的运动粘性系数为和）。答：时水的为：。时空气的为：。时水的为：。时空气的为：。1-5 底面积为的薄板在静水的表面以速度做水平运动（如图所示），已知流体层厚度，设流体的速度为线性分布，求移动平板需要多大的力（其中水温为）。答：平板表面受到剪切应力作用，根据牛顿内摩擦定律，剪切应力为：。由于，得到，因此。作用于平板上的粘性切向力为：；其中水的密度为：；时水的运动粘性系数为：；代入上式得到：1-6 设物面附近流体的流动如图所示，如果边界层内流速按抛物线分布：，当，温度为，试问流体分别为水和空气时，作用于壁面OAB上的剪切应力。答：物体表面的剪切应力为：。由于：，当时， 。因此：。（1）当流体为水时：时水的密度和运动粘性系数分别为：（2）当流体为空气时：时空气的密度和运动粘性系数分别为：1-7 有一旋转粘度计如图所示。同心轴和筒中间注入牛顿流体，筒与轴的间隙很小，筒以等角速度转动。设间隙中的流体速度沿矢径方向且为线性分布，很长，底部影响不计。如测得轴的扭矩为，求流体的粘性系数。答：轴承受的剪切应力：；则轴受到的剪切力为：由于轴受到的扭矩为，则：，即；所以：