流体力学简答题.doc

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1、第一章1. 何谓连续介质假定？引入的目的意义何在？从微观上讲，流体由分子组成，分子间有间隙，是不连续的，但流体力学是研究流体的宏观机械运动，通常不考虑流体分子的存在，而是把真实流体看成由无数连续分布的流体微团（或流体质点）所组成的连续介质，流体质点紧密接触，彼此间无任何间隙。这就是连续介质假设。引入意义：第一个根本性的假设。将真实流体看成为连续介质，意味着流体的一切宏观物理量，如密度、压力、速度等，都可作为时间和空间位置的连续函数，使我们有可能用数学分析来讨论和解决流体力学中的问题。2.何谓流体的粘性？温度对流体粘性的影响如何？粘性是流体所特有的性质，自然界中的任何流体都具有粘性，只是有大有小

2、。1、定义：流体微团发生相对运动时所产生的抵抗变形、阻碍流动的性质。温度是影响粘度的主要因素。当温度升高时，液体的粘度减小，气体的粘度增加。第二章1.何为压力体、压力中心？由承受压力的曲面、曲面边缘向上引垂面与自由液面或延长线（面）相交形成的无限多微小体积的总和。总压力：作用于某一面上的总的静压力。P 单位：N (牛)总压力的作用点称为压力中心2.流体静压力有哪些特性？流体静压强：静止流体作用在单位面积上的力。静压强作用方向永远沿着作用面内法线方向方向特性。静止流体中任何一点上各个方向的静压强大小相等，而与作用面的方位无关，即只是位置的函数=( x , y , z ) 大小特性。（各向相等）3

3、.等压面及其特性如何？定义：同种连续静止流体中，静压强相等的点组成的面。（pconst） 等压面就是等势面。因为 。 作用在静止流体中任一点的质量力必然垂直于通过该点的等压面。第三章1.描述液体运动有哪两种方法，它们的区别是什么？拉格朗日法和欧拉法区别：拉格朗日法：以运动着的流体质点为研究对象，跟踪观察个别流体质点在不同时间其位置、流速和压力的变化规律，然后把足够多的流体质点综合起来获得整个流场的运动规律。欧拉法：以流场内的空间点为研究对象，研究质点经过空间点时运动参数随时间的变化规律，把足够多的空间点综合起来得出整个流场的运动规律。 2.何谓流线？流线有什么特点？流线（stream line

4、）是表示某一瞬时流体各点流动趋势的曲线，曲线上任一点的切线方向与该点的流速方向重合。特点a.同一时刻的不同流线，不能相交。b.流线不能是折线，而是一条光滑的曲线。 c.流线簇的疏密反映了速度的大小（流线密集的地方流速大，稀疏的地方流速小）。 3.引入断面平均流速有什么好处？它和实际流速有什么关系？引入原因 由于实际流体具有粘性，任一断面上各点速度的大小不一，因而需要找出断面上速度分布函数，才能对 式积分，不方便（b）引入意义 ：假想断面上各点流速相等，以V表示，且其流量等于实际流速u流过该断面的流量。则： 有利于用数学方法来解决流体问题 4.何谓系统与控制体？系统1、定义：一团确定不变的流体质

5、点的集合。2、特点：质点不变，形状、位置、体积可以变化。能量交换，边界上可以受力。控制体1、定义：流场中一确定区域2、特点：形状、位置不变，质点可变第四章1.何为水力光滑管与水力粗糙管？水力光滑：当层>绝对粗糙度时， 对流动阻力影响不计，称为水力光滑。水力粗糙：当层>绝对粗糙度时， 对流动阻力影响不计，称为水力光滑。2.在单相流动中，为什么不直接用临界流速作为流态（层流与紊流）的判别标准？不能用临界速度作为判别流态的标准。因为 由层流到紊流变化时的临界流速和由紊流到层流转化时的临界流速不同，且有且前者比后者大。另外当变换管径和变换流动介质时，临界流速就会发生变化，因此，用临界流速来

6、判别流态是不全面而且不方便的3.何谓时均流速？表达式如何？4.何谓因次的齐次性原理？凡是正确反映客观规律的物理方程，其各项的量纲都必须是一致的，即只有方程两边的量纲相同二、简答题 1、 等压面是水平面的条件有那些？仅受重力作用下的精止液体，水平面就是等压面。2、流体静压强的有哪两个特性？特性1、流体静压强的作用方向垂直并指向作用面。特性2、静止流体内任意一点的流体静压强的大小与其作用面的方位无关，也就是说，流体内任意一点的流体静压强在各方向上相等3、研究流体运动的方法有哪两种？它们的着眼点各是什么？拉格朗日法是以流体质点为研究对象，通过观察每一个流体质点的运动规律，来得到整个流体运动

7、的规律。欧拉法是以观察不同的流体质点经过各固定的空间点是的运动情况，来了解流体在整个空间的运动规律。4、何谓不可压缩流体？在许多场合，可以忽略压缩性的影响，认为液体的密度是一个不变的常数，这时可以将这种液体成为不可压缩流体。（在压力作等温变化的过程中密度保持不变的液体(它的可压缩系数为0)。体积不随压强而变化的流体。虽有压强或温度变化而不改变其密度或体积的流体。）5、何谓绝对压强？何谓计示压强？如果以不存在任何气体的绝对真空为零作为起量点而计量的压强，成为绝对压强，一般以p表示。如果以当地大气压强为零作为起量点而计量的压强，成为相对压强，一般以p表示。6、试述理想流体和粘性流体的概念。理想流体

8、-一种设想的没有黏性的流体，在流动时各层之间没有相互作用的切应力，即没有内摩擦力。(2)指无黏性而不可压的流体，这种流体的密度在流体运动中的个别变化为零，速度散度也为零。粘性流体-粘性效应不可忽略的流体。7、试述流线和迹线的概念。流线是指某一瞬时空间的一条曲线，在该曲线上任一点的流速方向和该点的曲线切线方向重合。（同一时刻由不同流体质点所组成的空间曲线）迹线就是流体质点在空间运动时留下的轨迹所连成的曲线。8、试解释水击现象.当有压管道中的阀门等装置快速调节时，引起管道内流量的迅速改变，使得液体的流速骤然增加或减少，同时拌有压强的剧烈波动，并在整个管道内传播。这种现象称为水击。引起水击的基本原因

9、是：当压力管道的阀门突然关闭或开启时，当水泵突然停止或启动时，因瞬时流速发生急剧变化，引起液体动量迅速改变，而使压力显著变化。管道上止回阀失灵，也会发生水击现象。在蒸汽管道中，若暖管不充分，疏水不彻底，导致送出的蒸汽部分凝结成水，体积突然缩小，造成局部真空，周围介质将高速向此处冲击，也会发出巨大的音响和振动。 水击现象发生时，压力升高值可能为正常压力的好多倍，使管壁材料承受很大应力；压力的反复变化，会引起管道和设备的振动，严重时会造成管道、管道附件及设备的损坏。 9、试述层流和紊流的概念。由于实际流体都具有粘性，当实际流体在管道内流动时，一般有两种流动状态，一为层流流动，一为紊流流动。这是两种

10、性质截然不同的流动状态。各层的水流质点互不掺混，作有条不紊的层状运动，这种流动型称为层流两种水流质点相互掺混，全管水流被均匀染色，继续加大，两种水流掺混得更均匀，这种流动型称为紊流层流流动时，管内流体分层流动，各流层之间互不混杂而平行于管道轴线流动，流层间没有流体质点的相互交换。流体通过一段管道的压力降与流量成正比。紊流流动时，管内流体不再分层流动，流体质点除沿管道轴线方向运动外，还有剧烈的径向运动，流体通过一段管道的压力降与流量的平方成正比。10、（a）请写出以下两个方程的名称方程一：；测压管水头方程二：总水头（b）从单位重量流体能量观点简要说明两方程中各项的物理意义，以及两方程的物理意义；

11、（c）这两个方程在应用条件上有何相同和差异之处。才成立。这就是1.什么是粘滞性？什么是牛顿内摩擦定律？不满足牛顿内摩擦定律的流体是牛顿流体还是非牛顿流体？ 答： 粘滞性是当流体流动时，在流体内部显示出的内摩擦力性质。 牛顿内摩擦定律是： ；不满足牛顿内摩擦定律的流体是非牛顿流体。2在流体力学当中，三个主要的力学模型是指哪三个？答：（1）连续介质；（2）无粘性流体；（3）不可压缩流体。3什么是理想流体？答：理想流体即指无粘性流体，是不考虑流体的粘性的理想化的流体。6为什么流体静压强的方向必垂直作用面的内法线？答：由于流体在静止时，不能承受拉力和切力，所以流体静压强的方向必然是沿着作用面的内法线方

12、向。7为什么水平面必是等压面？答：由于深度相等的点，压强也相同，这些深度相同的点所组成的平面是一个水平面，可见水平面是压强处处相等的面，即水平面必是等压面。8什么是等压面？满足等压面的三个条件是什么？答： 在同一种液体中,如果各处的压强均相等由各压强相等的点组成的面称为等压面。满足等压面的三个条件是同种液体连续液体静止液体。12什么是绝对压强和相对压强？答： 绝对压强：以毫无一点气体存在的绝对真空为零点起算的压强。相对压强：当地同高程的大气压强 为零点起算的压强。13什么叫自由表面？ 和大气相通的表面14什么是流线？什么是迹线？流线与迹线的区别是什么？答： 流线是某一瞬时在流场中画出的一条空间

13、曲线，此瞬时在曲线上任一点的切线方向与该点的速度方向重合，这条曲线叫流线。 区别：迹线是流场中流体质点在一段时间过程中所走过的轨迹线。流线是由无究多个质点组成的，它是表示这无究多个流体质点在某一固定瞬间运动方向的曲线。而迹线则是在时间过程中表示同一流体质点运动的曲线。15什么是流场？答：我们把流体流动占据的空间称为流场，流体力学的主要任务就是研究流场中的流动。16什么是欧拉法？什么是拉格朗日法？答：通过描述物理量在空间的分布来研究流体运动的方法称为欧拉法。通过描述每一质点的运动达到了解流体运动的方法。18什么是恒定流动？什么是非恒定流动？答： 动平衡的流动，各点流速不随时间变化，由流速决定的压

14、强、粘性力也不随时间变化，这种流动称之为恒定流动反之为非恒定流动。19什么是沿程损失？答： 在沿程不变的管段上，流动阻力沿程也基本不变，称这类阻力为沿程阻力，克服沿程阻力引起的能量损失为沿程损失。20什么是局部损失？答：在边壁急剧变化的区域，阻力主要地集中在该区域中及其附近，这种集中分布的阻力称为局部阻力。克服局部阻力的能量损失为局部损失。21什么叫孔口自由出流和淹没出流？答： 在容器侧壁或底壁上开一孔口，容器中的液体自孔口出流到大气中，称为孔口自由出流。如出流到充满液体的空间，则称为淹没出流。 22什么是有旋流动？什么是无旋流动？答： 流体微团的旋转角速度不完全为零的流动称为有旋流动，流场中

15、各点旋转角速度等于零的运动，成为无旋运动。23在流体力学中，拉格朗曰分析法和欧拉分析法有何区别？答： 拉格朗曰法着眼于流体中各质点的流动情况跟踪每一个质点观察与分析该质点的运动历程然后综合足够多的质点的运动情况以得到整个流体运动的规律。 欧拉法着眼于流体经过空间各固定点时的运动情况它不过问这些流体运动情况是哪些流体质点表现出来的也不管那些质点的运动历程因此拉格朗曰分析法和欧拉分析法是描述流体的运动形态和方式的两种不同的基本方法 。24什么叫流管、流束、过流断面和元流？答：在流场内，取任意非流线的封闭曲线L，经此曲线上全部点做流线，这些流线组成的管状流面，称为流管。流管以内的流体，称为流束。垂直于流束的断面称为流束的过流断面，当流束的过流断面无限小时，这根流束就称为元流。次的齐次性原理。