流体力学习题及答案-第七章.doc
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1、【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-第七章.精品文档. 第七章 粘性流体动力学7-1 油在水平圆管内做定常层流运动,已知(mm),(litres/s), (kg/m3),壁面上(N/m2),求油的粘性系数。答:根据圆管内定常层流流动的速度分布可得出;其中:是阻力系数,并且; 是平均速度,(m/s)。由于阻力系数,因此;即:;所以油的粘性系数为(m2/s)。7-2 Prandtl混合长度理论的基本思路是什么?答:把湍流中流体微团的脉动与气体分子的运动相比拟。7-3无限大倾斜平板上有厚度为h的一层粘性流体,在重力g的作用下做定常层流运动,自由液面上的压力为大气压
2、Pa,且剪切应力为0,流体密度为,运动粘性系数为,平板倾斜角为。试求垂直于x轴的截面上的速度分布和压力分布。答:首先建立如图所示坐标系。二维定常N-S方程为:对于如图所示的流动,易知,;即方向速度和压力仅是的函数,方向速度分量。因此上式可改写为:由不可压缩流体的连续方程可知,由于,则;则上式可进一步简化为: (1) (2)对于(1)式,将代入,则有:两端同时积分,得到:由于当时,即,代入上式有:因此:两端再次同时积分,得到:由于时,代入上式,知;则有:若将代入,则上式成为:该式即为流动的速度分布。对于(2)式,将代入,有:两端同时积分得到:由于当时,代入上式有:因此:该式即为流动的压力分布。7
3、-4两块无限长二维平行平板如图所示,其间充满两种粘性系数分别为和,密度分别为和的液体,厚度分别为和。已知上板以等速相对于下板向右作平行运动,整个流场应力相同(不计重力),流动是层流,求流场中速度和切应力的分布。答:首先建立如图所示的坐标系。当不计及质量力时,平面定常层流流动的N-S方程为:显然,方向的速度分量;由不可压缩流体的连续方程可知,可知,仅仅是的函数,即,所以上式可重新整理成为: (1) (2)由(2)式知道,仅仅是的函数。将(1)式分区域写成:分别对两式两端同时积分得到: (3) (4)即由于当时,两种流体界面上的剪切应力相同,即,因此有:(3)(4)两式化为: (3) (4)分别对
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- 流体力学 习题 答案 第七
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