2022年浙大工程流体力学试卷及答案 .pdf

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1、2002-2003 学年工程流体力学期末试卷一、单选题（每小题2 分，共 20 分）1、一密闭容器内下部为水，上部为空气，液面下4.2 米处的测压管高度为2.2m，设当地压强为98KPa ，则容器内液面的绝对压强为水柱。(a) 2m (b)1m (c) 8m (d)-2m 2、断面平均流速 与断面上每一点的实际流速u 的关系是。(a)=u (b)u (c)u (d) u 或u3、均匀流的定义是。(a) 断面平均流速沿流程不变的流动；(b) 过流断面上各点流速相互平行的流动；(c) 流线皆为平行直线的流动；(d) 各点流速皆相等的流动。4、与牛顿内摩擦定律有关的因素是。(a) 压强、速度和粘度；

2、(b) 流体的粘度、切应力与角变形率；(c) 切应力、温度、粘度和速度；(d) 压强、粘度和角变形。5、流量模数 K的量纲是 _。(a) L3T-2 (b ) L3T-1 (c)L2T-1 (d)L2T-16、设模型比尺为 1：100，符合重力相似准则，如果模型流速为0.6m/s ，则原型流速。(a)60m/s (b) 0.006m/s (c) 60000m/s (d) 6m/s 7、在孔口的水头值与孔口的面积相同的情况下，通过管嘴的流量孔口的流量。(a) 等于 (b) 大于 (c) 小于 (d) 不能判定8、圆管流中判别液流流态的下临界雷诺数为。精选学习资料 - - - - - - - -

3、- 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 13 页(a) 2300 (b)3300 (c)13000 (d) 575 9、已知流速势函数，求点（ 1，2）的速度分量为。(a) 2 (b) 3 (c) -3 (d) 以上都不是10、按与 之比可将堰分为三种类型：薄壁堰、实用堰、宽顶堰(a) 堰厚 堰前水头 (b) 堰厚 堰顶水头 (c) 堰高 堰前水头 (d) 堰高 堰顶水头二、简答题（共 24 分）1静水压强的特性 (6 分) 2渐变流的定义及水力特性(6 分) 3边界层的定义及边界层中的压强特性(6 分) 4渗流模型简化的原则及条件(6 分) 三、计算题（共 56 分）、(

4、 本小题 14 分) 有一圆滚门，长度 L=10m ，直径 D=4m ，上游水深 H1=4m ，下游水深 H2=2m ，求作用在圆滚门上的水平和铅直分压力。题 1 图题 2 图2、( 本小题 12 分) 设导叶将水平射流作的转弯后仍水平射出，如图所示。若已知最大可能的支撑力为 F，射流直径为 d，流体密度为，能量损失不计，试求最大射流速度V1。3、( 本小题 16 分) 由水箱经变直径管道输水，H=16m ，直径d1=d3=50mm ，d2=70mm ，各管段长度见图，沿程阻力系数，突然缩小局部阻力系数精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第

5、 2 页，共 13 页（对应细管流速），其他局部阻力系数自定。（1） 试求流量。 Q=10 L/S，V15.1m/s,v2=2.6m/s （2） 定性绘制出管道的测压管水头线与总水头线。4、( 本小题 14 分）某梯形断面棱柱体密实粘土渠道，底坡i =0.0002，边坡系数 m =2.0，糙率 n =0.023，设计底宽 b=14m ，设计水深 h0=2.5m。不冲允许流速=0.85R0.25，不淤允许流速=0.40.6m/s 。（1）求渠道的设计流量；（3） 校核渠道是否满足不冲不淤要求。试卷答案返回2002-2003 学年工程流体力学期末试卷答案一、单选题（每小题2 分，共 20 分）c

6、d c b b d b a b b 二、简答题（共 24 分）1一个特性， 3 分2定义 3 分，特性：平面 1 分；符合静水压强分布2 分3定义 4 分，特性： 2 分4原则， 2 分，条件： 4 分三、计算题（共 56 分）、( 本小题 14 分) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 13 页左边水平力： 3 分，方向： 1 分，右边水平力： 3 分，方向： 1 分,Fx=588KN 垂直压力： 5 分，方向： 1 分,Fz=923KN 2、( 本小题 12 分) V12=2F/( D2) 公式： 6 分，结果： 6 分

7、3、( 本小题 16 分) （1） 10 分，能量方程： 4 分；连续性方程： 2 分，水头损失系数计算2 分，结果：2 分（2） 6 分，错一处，扣1 分4、( 本小题 14 分）水力半径 R的计算： 2 分, R=1.886m；Q的计算公式和结果： 6 分，Q =44.6m3/s 平均流速 V的计算： 2 分, V=0.938m/s 不冲流速计算： 2分，V=0.996m/s比较结果： 2 分查看试题2003-2004 学年工程流体力学期末试卷一、填空题（除8、9、10 小题每空2 分外，其余每空1 分，共 18 分）1.浮体的稳定平衡条件为，潜体的稳定平衡条件为。2.两根直径不等的圆形管

8、道，通过的液体不同，它们的临界雷诺数（相等，不等） 。3.要使圆柱形外管嘴正常工作（管内真空度不超过水柱），则管嘴的最大作用水头H为。4.半满圆管流，直径，则其水力半径为。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 13 页5.圆管层流的动能修正系数与动量修正系数均（大于、小于、等于）圆管紊流，这是因为紊流过水断面上流速分布比层流过水断面上流速分布更。 （均匀、 不均匀）6.欧拉加速度包括位变加速度和时变加速度，而在恒定流中加速度为零。7. 满足重力相似准则（佛汝德准则），流量、流速、时间比尺同长度比尺的关系是= ，= 。8.有一矩

9、形无侧收缩薄壁堰，已知堰宽B=0.5m，堰上水头H=0.2m ，流量系数为0.42。当堰流为自由出流时，通过薄壁堰的流量为。9煤油管路上的文丘利流量计中通过的流量为100，煤油运动粘度为4.5 10。现用运动粘度为110的水在缩小为原型1/3 的模型上试验，则模型上的流量为。10. 已知流速势，则可得流速分布场为：ux = ，uy = 。二、 单项选择题（在每小题的四个备选答案中，选出一个正确的，并将其号码写在题后的括号内，每小题2 分，共 24 分）1.与牛顿内摩擦定律有关的因素是（） 。A. 压强、速度和粘度B. 流体的粘度、切应力和角变形率C. 切应力、温度、粘度和速度D. 压强、粘度和

10、角变形2. 满足下列哪个条件，方程常数（为流体的密度，为断面平均流速，A 为总流的过流断面面积）就能成立。（）A. 理想流体B. 恒定流动C. 流体不可压缩D. 流动无旋3. 圆管紊流核心处的流速分布呈分布。 （）A. 抛物线型B. 对数或指数规律C. 线性D. 均匀4. 明渠非均匀流的三种流态：急流、缓流和临界流，可用下列哪种方法来进行判别？（）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 13 页A. 弗劳德数B. 临界底坡C. 临界水深D. 以上三种方法均可5压 力 表 的 读 值 是（）A绝对 压 强；B绝对 压 强 减去当地

11、 大 气 压；C 绝 对 压 强 加 当 地 大 气 压；D 当 地 大 气 压减去绝 对 压 强。6 水 在 等 直 径 垂 直 管 道 内 流 动， 相 距的 两 断 面 间 的 水 头 损 失等 于（）7作为均匀流的定义，下面几种提法中哪一种是正确的？（）A.断面平均流速沿流程不变的流动B.流线皆为平行直线的流动c.过流断面上各点的流速相互平行的流动D.各点流速皆相等的流动8圆管均匀流中，过流断面上切应力分布为（）9作用水头和直径都相同的孔口、管嘴，其出流流速和出流流量之间的关系是（） 。AV孔V嘴Q孔 Q嘴BV孔 Q嘴CV孔V嘴Q孔V嘴Q孔 Q嘴10渗透系数反映土的透水性，其量纲是（）

12、A. 与流速相同B. 与流量相同C. 与面积相同D. 无量纲11. 粘性底层的厚度随雷诺数的而。 （）A 减小，减小B. 增大，增大C. 增大，减小D. 以上三种情况都不对12一封闭容器水面的绝对压强p=85kPa，中间玻璃管两端开口，当既无空气通过玻璃管进入容器，又无水进入玻璃管时，玻璃管应深入水面下的深度h 为（）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 13 页三、简答题（共22 分）1.简述渗流模型及其应满足的条件。（6 分）2. 试述明渠均匀流、 非均匀流时的断面单位能量Es 和单位重量流体所具有的总机械能E 沿程变化情

13、况。 （6 分）3. 试述流函数的两个特性。（4 分）4.设定性画出图示管道的测压管水头线和总水头线。(管径沿程不变) （6 分）四、计算题（共36 分）1、 钢制空心圆柱一侧挡水，园柱直径，挡水高度，求每米长的圆柱所受的水平压力和垂直水压力的大小及作用位置，并说明此水平压力和垂直压力的合力通过圆心。 （半圆的重心离半圆圆心的距离为半径）。 （12 分）(题 1 图 )(题 3 图)2.有一土质渠道，其底坡i=0.005，边坡系数m=1.5，粗糙系数n=0.025，流量 Q=3m3/s，不冲流速为1.5m/s。如果按水力最优断面条件设计，断面尺寸如何？是否符合不冲条件。（12分）3. 有一中等

14、直径钢管并联管路，流过的总流量为0.08m3/S，d1=200mm, d2=200mm ,长度l1=200m, l2=800mm 1=2=0.024 （12 分）(1)求并联管中的流量Q1、Q2；A、B 两点间的水头损失；(2)若将两管道改为串联，并且管道两端A、B 间的水头损失维持不变，求管道中所通过的流量 Q。试卷答案返回精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 13 页2003-2004 学年工程流体力学期末试卷参考答案一、填空题（除8、9、 10 小题每空2 分外，其余每空1 分，共 18 分）1. 定倾中心在重心之上，浮

15、心在重心之上。2. 相等。3. 10m 。4. 100mm。5. 大于，均匀。6. 时变。7. ，。8. 0.00376m3/s 。9. 7.41L/s。10. 2x, 1-2y。二、单项选择题（在每小题的四个备选答案中，选出一个正确的，并将其号码写在题后的括号内，每小题2 分，共 24 分）1、 B 2 、B 3 、B 4 、 D 5 、B 6 、A 7 、 B 8 、B 9 、A 10 、 A 11 、C 12 、C 三、简答题（共22 分）1. 答：渗流模型是忽略了土壤颗粒的存在，认为水充满整个渗流空间的模型，且满足：（1） 对同一过水断面，模型的渗流量等于真实的渗流量。（2）作用于模型

16、任意面积上的渗流压力，应等于真实渗流压力。（3）模型任意体积内所受的阻力等于同体积真实渗流所受的阻力。2. 答：明渠均匀流-Es 沿程不变。而总机械能E沿程总是减小。明渠非均匀流-Es 沿程可增大、减小，也可不变。而总机械能E沿程总是减小。3. 答：（ 1）流函数等值线就是流线。（2）不可压缩流体的平面流动中，任意两条流线的流函数之差dy 等于这两条流线间所通过的单位宽度流量dq。4. 答：如图所示：四、计算题（共36 分）1、 （ 12 分）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 13 页（1） 设， 求 圆 柱 每 米 长

17、度 上 所 受 的 力：2 分作 用 点：离 水 面1 分方 向：向 左。1 分3 分作 用 点： 半 圆 重 心，离 圆 心1 分方 向：向 上。1 分（2） 合 力 作 用 点： 合 力要 通 过 圆 心（ 如 图 所 示），则 力 三 角 形 必须 满 足， 而3 分故，合 力 通 过 圆 心。2.（12 分）按 水 力 最 优 条 件 设 计，有2 分且2 分2 分3 分2 分不 满 足 抗 冲 条 件。1 分3. （12 分）(1) 并联精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 13 页2 分Q=Q1 +Q21 分v2=

18、0.85m/s v1=2v2=1.70m/s 2 分Q2=0.027 m3/S Q1=0.053 m3/S 1 分(2) 串联 2 分d1=d2 Q1=Q2 1 分有 v1=v2=0.76m/S 2 分Q=0.024m3/S 1 分查看试卷返回课程性质与目的工程流体力学是研究流体的机械运动规律及其应用的学科，是土木、水利类专业的一门必修的基础课程。本课程的目的是：通过各教学环节的学习，使学生掌握流体运动的基本概念、基本理论、基本计算方法与实验技能，培养分析问题的能力和创新能力，为学习专业课程， 并为将来在土木、水利工程各个领域从事专业技术工作打下基础。流体力学课程在专业教学中将为专门水力学、水

19、文学、土力学、工程地质、土木工程施工、建筑设备等多门专业基础课程和专业课程阐释所涉及的流体力学原理，帮助学生进一步认识土木、水利工程与大气和水环境的关系。本课程应达到的基本要求：（一）具有较为完整的理论基础，包括：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 13 页 1 掌握流体力学的基本概念； 2 熟练掌握分析流体流动的总流分析方法，熟悉量纲分析与实验相结合的方法，了解求解简单平面势流的方法； 3 掌握流体运动能量转化和水头损失的规律，对绕流阻力有一定了解。（二）具有对一般流动问题的分析和计算能力，包括： 1 水力荷载的计算；

20、2 管道、渠道和堰过流能力的计算，井的渗流计算； 3 水头损失的分析和计算。（三）掌握测量水位、压强、流速、流量的常规方法。具有观察水流现象，分析实验数据和编写报告的能力。浙江大学建筑工程学院2007-2008 学年流体力学课程总学时为56 学时， 其中 16 学时为实验， 40学时为理论教学。理论教学教师邵卫云、张燕、包志仁、胡云进，课时安排参考：章 名主 要 内 容学时数第一章绪论流体力学的研究方法。主要物理性质。2 学时第二章流体静力学流体静压强特性。流体静压强分布规律。压力体。 作用在平面与曲面上的静水总压力。浮体的稳定性。6 学时第三章流体动力学基础流体动力学基本概念。无旋流。 连续

21、性微分方程。理想流体运动微分方程。伯努利方程。速度势函数和流函数。6 学时第四章恒定总流基本方程总流分析法。 恒定总流的连续性方程、能量方程和动量方程及其综合应用。4 学时第五章量纲分析流动相似概念。雷诺准则、弗劳德数准则。量纲和谐原理。瑞利2 学时精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 13 页与相似原理法和定理。第六章流动阻力和水头损失层流和紊流的判别。圆管层流与紊流的流速分布。紊流脉动与时均化。 紊动附加切应力。混合长度理论。沿程水头损失与局部水头损失的计算。边界层与边界层分离。6 学时第七章孔口及管嘴不可压缩流体恒定流

22、薄壁小孔口的计算。管嘴出流的计算。孔口的非恒定流。2 学时第八章有压管道流动短管与长管的水力计算。水头线的绘制。 管网计算原理。水击现象。水击波的传播过程。3 学时第九章明渠流动明渠均匀流的产生条件、水力特征、水力计算。水力最优断面。断面单位能量。临界水深。临界底坡。微波流速。缓流、急流、临界流。 棱柱形渠道恒定渐变流水面曲线。水面曲线的计算。水跃现象和水跌现象。5 学时第十章堰流堰流的基本公式。各种堰流的流量计算。2 学时第十一章渗流渗流现象。简化渗流模型。达西定律。渗透系数。 恒定渐变渗流的裘皮幼公式。井和集水廊道的的渗流计算。2 学时实验内容 :本课程的实验过程为独立环节，共16 学时，

23、实验成绩占总成绩的20% 。实验教材为自编的应用流体力学实验。实验主讲教师为毛根海、章军军、祝丽丽。实验自10 月 17 日开始，实行开放式教学实验，每周二、周三、周四下午13：1517：30 开放，实验室在适当时间根据参加实验人数，增加开放时间；在其它工作时间，两人以上可提前一天预约。在首次实验集中讲授后，学生可在实验室开放时间，自行安排实验，进行自助式实验。计划安排：讲授（ 2 学时）：演示类实验，CAI（计算机辅助实验），测量实验；必做定量测量分析实验（8 学时）：静水、能量、动量、沿程为必做实验；选做与创新实验（课内6 学时，课外6 学时）：选做实验至少二项或自主设计创新实验一项 (

24、项目内容详见应用流体力学实验和流体力学自主设计创新实验指南第五期) 。自主设计创新实验是从实验内容、实验装置设计、实验过程、实验结果及考核形式上进行全方位改革的一种实验教学新模式，鼓励学有余力的同学参加。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 13 页前修课程要求:高等数学、普通物理、理论力学、材料力学（基础部分）。建议教材与参考述:教材：应用流体力学毛根海主编，毛根海、邵卫云、张燕编，高等教育出版社出版，2006版。 （该教材为“十一五”国家级规划教材，被评为国家级“ 2007年度普通高等教育精品教材”）参考书：水力学（第三版）西南交通大学水力学教研室，高等教育出版社1983 年 11 月。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 13 页