流体力学考研复习题库.doc

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1、流体力学考研复习题库一、选择题1如图所示，一平板在油面上作水平运动。已知平板运动速度V=1m/s，平板与固定边界的距离=5mm，油的动力粘度0.1Pas，则作用在平板单位面积上的粘滞阻力为（）A10Pa；B15Pa；C20Pa；D25Pa；2动量方程（ ）A仅适用于理想流体的流动 B仅适用于粘性流体的流动C理想流体与粘性流体的流动均适用 D仅适用于紊流3. 实际流体总水头线的沿程变化是：A保持水平； B沿程上升；C沿程下降；D前三种情况都有可能。4圆管层流，实测管轴上流速为0.4m/s，则断面平均流速为（）A0.4m/s B0.32m/s C0.2m/s D0.1m/s5绝对压强，相对压强，真

2、空度，当地大气压之间的关系是：A； B； C；D。6下列说法正确的是：A水一定从高处向低处流动； B水一定从压强大的地方向压强小的地方流动； C水总是从流速大的地方向流速小的地方流动；D以上说法都错误。7.长管串联管道各管段的（ ）A.水头损失相等; B水力坡度相等; C总能量损失相等; D通过流量相等。8. 并联管道1、2，两管的直径相同，沿程阻力系数相同，长度，通过的流量为（）A. ；B；C；D。9. 圆柱形外管嘴的正常工作条件是A B CL D. L10、静止液体中同一点各方向的压强 （ ）A、数值相等；B、数值不等；C、仅水平方向数值相等；D、铅直方向数值最大11、如下图所示容器内有一

3、放水孔，孔口设有面积为A的阀门ab，容器内水深为h，阀门所受静水总压力为 （ ）A、0.5hA； B、hA； C、0.5h2A； D、hA212.某流体的运动粘度v=310-6m2/s,密度=800kg/m3,其动力粘度为( )A.3.7510-9Pas ； B.2.410-3Pas； C.2.4105Pas； D.2.4109Pas13. 理想流体是一种( )的假想流体。A.动力粘度为0 ； B.速度梯度为0；C.速度u为一常数； D.流体没有剪切变形14. 右图所示并联管道A、B，两管材料、直径相同，长度B=2，两管的水头损失关系为( ) A.=； B.=2 C.=1.41； D.=415

4、. 已知液体流动的沿程水力摩擦系数l与边壁相对粗糙度和雷诺数Re都有关，即可以判断该液体流动属于（ ）A、层流区； B、紊流光滑区； C、紊流过渡粗糙区； D、紊流粗糙区16. 在平衡液体中，质量力与等压面（ ）A、重合； B、平行 C、相交； D、正交。17. 下图中相互之间可以列总流伯努利方程的断面是（ ）A.1-1断面和2-2断面； B.2-2断面和3-3断面；C.1-1断面和3-3断面； D.3-3断面和4-4断面题2图 题4图18.按连续介质的概念，流体质点是指:A、流体的分子 B、流体内的固体颗粒 C、几何的点；D、几何尺寸同流动空间相比是极小量,又含有大量分子的微元体19.不同的

5、液体其粘滞性_,同一种液体的粘滞性具有随温度_而降低的特性。 A 相同 降低 B 相同 升高 C 不同 降低 D 不同 升高20.下列说法正确的是： A 液体不能承受拉力，也不能承受压力。B 液体不能承受拉力，但能承受压力。 C 液体能承受拉力，但不能承受压力。 D 液体能承受拉力，也能承受压力。21.在研究液体运动时,按照是否考虑粘滞性,可将液流分为 A 牛顿液体流动及非牛顿液体流动 B 可压缩液流及不可压缩液流 C 均匀流动及非均匀流动 D 理想液体流动及实际液体流动22.一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，则容器内绝对压强

6、为_ 水柱。 A 2m B 1m C 8m D -2m23.静止流场中的压强分布规律：A.仅适用于不可压缩流体 B.仅适用于理想流体。C.仅适用于粘性流体。 D.既适用于理想流体，也适用于粘性流体。24.静水中斜置平面壁的形心淹深hc与压力中心淹深hD的关系为hc _ hD。A.大于 B.等于 C.小于 D.无规律25.任意形状平面壁上静水压力的大小等于_ 处静水压强乘以受压面的面积。 A 受压面的中心 B 受压面的重心 C 受压面的形心 D 受压面的垂心26.动能修正系数是反映过流断面上实际流速分布不均匀性的系数，流速分布_,系数值 _,当流速分布_时，则动能修正系数的值接近于_. A 越不

7、均匀 ；越小；均匀；1 B 越均匀 ；越小；均匀；1 C 越不均匀 ；越小；均匀；零 D 越均匀 ；越小；均匀；零27、对于两液流力学相似满足条件中，非恒定流比恒定流多一个条件是： A 几何相似 B 运动相似 C 动力相似 D 初始条件相似28.判断层流或湍流的无量纲量是_。A.佛汝德数Fr B.雷诺数Re C.欧拉数Eu D.斯特罗哈数St29.水平放置的渐扩管如图所示，如忽略水头损失，断面形心点的压强有以下关系：A.p1p2； B.p1=p2 C.p1p2 D.不定。 30.能量方程中表示：A.单位重量流体具有的机械能 B.单位质量流体具有的机械能C.单位体积流体具有的机械能 D.通过过流

8、断面单位重量流体的总机械能二、简答题1、液体和气体的粘性随温度的升高或降低发生变化，变化趋势是否相同？为什么？2、什么是流体的粘性？温度升高时液体和气体的粘度如何变化？3、何谓流体的连续介质模型？试说明引入连续介质模型对于研究流体机械运动规律的必要性。4、什么是理想流体？为什么要引进理想流体的概念？理想流体有无能量损失？5、理想流体元流流伯努利方程的适用条件是什么？6、理想流体总流伯努利方程的适用条件是什么？7、写出理想流体总流伯努利方程及其物理意义。8、简述流线的概念和性质9、流线和迹线有何区别？写出流线微分方程。10、什么是量纲和谐原理？写出动力粘度的量纲。11、试述液体静力学的基本方程及

9、其各项的物理意义。12、同样直径与同样作用水头条件下,管嘴的流量与孔口流量哪个大? 为什么？13、紊流分为哪几个区，各有何特点？14、“均匀流一定是恒定流”，这种说法是否正确？为什么？15、流动相似的含义是什么？16、简述当地导数和迁移导数的概念及物理意义17.试解释“水力光滑”和“水力粗糙”的含义。18.粘性流体管内流动其能量损失分为哪两类？写出其计算公式。19.什么是理想流体？为什么要引入理想流体的概念？20流体静压力有哪些特性？21什么叫等压面，有什么特性？ 22什么叫泵的扬程？泵的功率和扬程成什么样的关系？ 23什么叫串联管路和并联管路？各有何特点？ 24流体流动两种流态各有何特点？如

10、何判别流态？ 25什么叫稳定流和不稳定流？试举例说明其区别？ 26何谓声速、临界声速？它们的区别何在？27什么叫层流和紊流？如何判别流态？28流体静压力有哪些特性？ 29作用在流体上的力包括哪些力？在何种情况下有惯性力？何种情况下没有摩擦力？30应用伯诺利方程时要注意哪些问题？31拉格朗日法和欧拉法在分析流体运动上有什么区别？32为什么用雷诺数判别流态能够说明流动阻力的物理本质？33什么叫压力管道？长管和短管如何划分？34管路中的水击现象是如何产生的？水击的实质是什么？35流体力学研究中为什么要引入连续介质假设。36如图所示，表示绝对压强，表示大气压强，试在图中括号内填写所表示的压强。（4分）

11、37如果流体的密度表示为，分别写出它的当地导数和迁移导数的表达式38简述粘性流体绕流物体时产生阻力的原因。如何减少阻力？ 39写出粘性流体总流的伯努利方程，画图说明方程的几何意义。40试述毕托管测量流体流速的基本原理，并图示说明。41画出测量某一阀门局部阻力系数的装置，并说明测量原理。三、名词解释流体质点、连续介质 雷诺数 弗劳德数 欧拉数 马赫数 水力光滑管 水力粗糙管 牛顿流体 缓变流 边界层 水击 流线和迹线 质点加速度均 匀流非均匀流 计示压强 迹线 理想流体 动能修正系数 动量修正系数四、画图题1、绘出AB曲面上的压力体2、绘出图中折面上的压强分布图。3、对同一种液体绘出AB壁面上的

12、相对压强分布图4、画出图示管道流动系统的总水头线和测压管水头线（定性关系要准确）并在图中标注出断面3的、和的高度。 5、试画出下图中稳定出流且出流到大气中，ad管段的水头线图（考虑局部和沿程阻力）。6、试画出下图中A、B、C、D曲面的压力体。 7、绘出AB曲面上的压力体8、定性绘出图示管道（短管）的总水头线和测压管水头线。v0=0五、例题1、如图所示，一矩形平板闸门AB，宽b=2m，与水平面夹角=30，其自重G=19.6kN，并铰接于A点。水面通过A点，水深h=2.1m，试求打开闸门的最大铅直拉力T。解：闸门AB上的水压力表示闸门AB的长度。 KN 作用点D，AD= 重力G作用点C，AC=h

13、T= =76.34kN 打开闸门的最小铅直拉力为76.34kN2、上下两块平行圆盘，直径均为d，间隙厚度为，间隙中液体的动力粘度为，若下盘固定不动，上盘以角速度旋转，求所需力矩M的表达式。已知：d，。解析：(1) 根据牛顿内摩擦定律，可得半径为r处，微元面积为2rdr间隙力矩为 积分上式，得所需力矩M的表达式为 3、图示为一封闭容器，宽b2m，AB为一1/4圆弧闸门。容器内BC线以上为油，以下为水。U形测压计中液柱高差R1m，闸门A处设一铰，求B点处力F为多少时才能把闸门关住。已知：b=2m，R=1m，S油=0.8，S=3.0。解析：(1) 设油水分界面上的相对压力为。由静力学方程得U型管液、

14、水分界面上的相对压力为 A点的相对压力为 圆弧闸门所受的水平分力为 对应于水平分力的压力中心的位置(A点以下)为 水平分力的方向水平向左。圆弧闸门所受的垂直分力为 垂直分力的方向垂直向上。垂直分力的作用线距A点的水平距离为 对A点取矩，得 则 4. 水从水箱沿着长为L = 2 m,直径d = 40 mm 的竖直管流入大气，不计管道的入口损失，沿程损失系数= 0.04，试求管道起始断面A 的压强与水箱内的水位h 之间的关系式。并求当h 为多少时，此断面的压强与水箱外的大气压强相等。解：以管出口所在平面为基准面，列水箱液面和管出口间的伯努利方程以管出口所在平面为基准面，列水箱液面和A 截面间的伯努

15、利方程由（1）得 代入（2）得 代入数据整理得A点压强 由上式得 时5、如图所示，某供水系统中一水平供水管道，直径m，拐弯处的弯角，管中断面11处的平均流速m/s，压强为9.810N/m2，若不计弯管内的水头损失，求水流对弯管的作用力。解： 过水断面11和22的断面积、平均流速和压强分别用、和、表示。以断面1-1和2-2之间的流体为分离体，建立如图所示坐标系。则总流的动量方程在x轴和y轴的投影为+即 根据题意可知 m/s由连续性方程可知，m/s 同时，又由于弯管水平放置，且不计水头损失，则由总流的伯努利方程可得 于是N 又 kg/m 将上述这些数值代入前面二式，可求出、，得 =N =NN 水流

16、对弯管的作用力与大小相等，方向相反，即6、同一水箱经上、下两孔口出流，求证：在射流交点处，h1y1h2y2。已知：h1，h2，y1，y2。解析：列自由液面至两喷孔的伯努利方程，可得 又知 则 故有 ，得证。7、 为测定一个阀门局部阻力系数，在阀门的上下游装了3个测压管，其间距L1=2.0m，L2=3.0m，若直径d=50mm，测压管读数分别为h1=100cm，h2=70cm，h3=20cm水流速u=3.2m/s。求阀门局部阻力系数=？（15分）解：以管道轴线所在平面为基准面，取如图所示1-1，2-2，3-3过流断面。 分别对1-1，2-2和2-2，3-3断面列能量方程 由连续性方程得 取 又

17、整理的 代入数据求得 8、虹吸管将A池中的水输入B池，已知长度3m，5m，直径d75mm，两池水面高差H2m，最大超高h1.8m，沿程阻力系数0.02，局部阻力系数：进口Ke0.5，转弯Kb0.3，出口Ko1，试求流量及管道最大超高截面的真空度。已知：=3m，=5m，d=75mm，H=2m，h=1.8m，=0.02，Ke=0.5，Kb=0.3，Ko=1。解析：(1) 列上下游水面间的伯努利方程，基准面取在下游水面上，得 则 流量为 (2) 列上游水面至C截面间的伯努利方程，基准面取在上游水面上，得 所以，管道最大超高截面的真空度为 9、平面不可压缩流体速度分布为，。求：(1) 该流动满足连续性

18、方程否? (2) 势函数、流函数存在否?若不存在，说明原因。若存在，求势函数、流函数解：（1）由于，故该流动满足连续性方程 （2）由z=()=0, 故流动有势，势函数存在，由于该流动满足连续性方程， 流函数存在。因 Vx=4x+1 Vy=-=-4y d=dx+dy=Vxdx+Vydy=(4x+1)dx+(-4y)dy= d=dx+dy=Vxdx+Vydy= (4x+1)dx+(-4y)dy =2x2-2y2+x d=dx+dy=-Vydx+Vxdy=4ydx+(4x+1)dy= d=dx+dy=-Vydx+Vxdy= 4ydx+(4x+1)dy=4xy+y 10、平面不可压缩流体速度分布为，。

19、求：(1) 该流动满足连续性方程否? (2) 势函数、流函数存在否?若不存在，说明原因。若存在，求势函数、流函数解：（1）由于+=2x1（2x1）0，故该流动满足连续性方程，流动存在. (2）由z=()=0, 故流动有势，势函数存在，由于该流动满足连续性方程，流函数也存在. （3）因 Vx= = x2-y2+x, Vy=-=-(2xy+y). d=dx+dy=Vxdx+Vydy=(x2-y2+x )dx+(-(2xy+y).)dy = d=dx+dy=Vxdx+Vydy = (x2-y2+x )dx+(- (2xy+y)dy =-xy2+(x2-y2)/2 d=dx+dy=-Vydx+Vxdy

20、 = d=dx+dy=-Vydx+Vxdy =(2xy+y)dx+ (x2-y2+x)dy =x2y+xy-y3/311、如下图，圆柱闸门长L=4m，直径D=1m，上下游水深分别为H1=1m，H2=0.5m，试求此柱体上所受的静水总压力。解：闸门所受的水平分力为上下游水对它的水平作用力的代数和，方向向右闸门所受的垂直分力Pz方向向上, 大小为闸门所受水的总压力 压力与水平夹角为 12、水流经180弯管自喷嘴流出，如管径D100mm，喷嘴直径d25mm，管道前端测压表读数M196.5kN/m2，求法兰盘接头A处，上、下螺栓的受力情况。假定螺栓上下前后共安装四个，上下螺栓中心距离为175mm，弯管喷嘴和水重为150N，作用位置如图。解：取法兰盘A至喷嘴出口间的弯曲流段作为控制体，取喷嘴轴线所在水平面为基准面，建立坐标系如图所示。(1) 列连续性方程或写成 (2) 列A至喷嘴出口间的伯努利方程 将式代入式，得 所以 (3) 设弯管对流体的反作用力为R，方向如图所示，列控制体的动量方程 所以反推力为 (4) 流体对管壁的总推力由4个螺栓分担，但并非均匀分担。由于螺栓群所受的逆时针方向的力矩为 所以，左右两个螺栓受力各为：上螺栓受力为：下螺栓受力为：