流体力学练习题库—简答题.docx

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1、简答题第一篇.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。1 .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。2 .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。3 .什么是实际流体？答：考虑流体的粘性的流体。4 .什么是不可压缩流体？答：不计流体的压缩性和热胀性的而对流体物理性质的简化。5 .为什么流体静压强的方向必垂直作用面的内法线？答：由于

2、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 内法线方向。6 .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。7 .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。8 .什么是阿基米德原理？答：无论是潜体或浮体的压力体均为物体的体积，也就是物体排开液体的体积。9 .潜体或浮体在重力G和浮力P的作用，会出现哪三种情况？答：（I）重力大于浮力，那么

3、物体下沉至底；（2）重力等于浮力，那么物体可在任一水深处维持 平衡；（3）重力小于浮力，那么物体浮出液体外表，直至液体下局部所排开的液体重量等于物 体重量为止。10 .等角速旋转运动液体的特征有那些？答：（1）等压面是绕铅直轴旋转的抛物面簇；（2）在同水平面上的轴心压强最低，边缘压 强最高。的规律，把足够多的空间点综合起来得出整个流体运动的规律。63 .试表达什么是连续性假设？在流体力学领域内，一般不考虑流体的微观结构，而且假设流体是充满整个空间而不留任何 空隙的，即把流体看作连续介质。这样就可以把大最离散分子和原子的运动问题近似为连续 充满整个空间的流体质点的运动问题。64 .粘性及粘性的表

4、示方法流体微团发生相对运动时产生切向阻力的性质称为流体的粘性常用的表示方法：动力粘度、运动粘度，也可以用相对粘度表示（不扣分）.什么是系统和控制体？系统是一团流体质点的集合，它始终包含着相同的流体质点，而且具有确定的质量。控制体 是指流场中某一确定的空间区域，这个区域的周界称为控制面。控制体的形状和位置相对于 所选定的坐标系统是固定不变的，它所包含的流体的量可能时刻改变。65 .层流和紊流的区别以及判别准那么流动状态主要表现为流体质点的互相摩擦和变形，这种流体质点互不干扰各自成层的流动称 为层流；流动状态主要表现为流体质点的互相掺混，这种流体质点之间互相掺混杂乱无章的 流动称为紊流；一般於 2

5、000时认为是层流，Re N 200即可认为流动为紊流。66 .试表达压力体的概念压力体是由液体的自由外表、承受压力的曲面和该曲面的边线向上垂直引伸到自由液面或其 延伸面的各外表所围成的体积。12 .什么是绝对压强和相对压强？答：绝对压强：以亳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P”为零点起算的压强。13 .什么叫自由外表?答：和大气相通的外表叫自由外表。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

6、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。而迹线那么是在时间过 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？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。17 .什么是拉格朗日法？答：通过描述每一质点的运动到达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

7、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，那么称为淹没出流。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

8、，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

9、限小时，这根流束就称为元流。25 .什么是入口段长度？对于层流、紊流分别用什么表示？答：从入口到形成充分开展的管流的长度称为入口段长度，以以表示。对于层流：生= 0.028Re生=50d；对于紊流：d 。26 .什么是单位压能？P_答：,是断面压强作用使流体沿测压管所能上升的高度，水力学中称为压强水头，表示压 力作功所能提供给单位重量流体的能量，称为单位压能。27 .什么是滞止参数？答：气流某断面的流速，设想以无摩擦绝热过程降低至零时，断面各参数所到达的值，称为 气流在该断面的滞止参数。滞止参数一下标“0”表示。28 .气流速度与断面的关系有哪几种？答：M1为超音 速流动，说明速度随断面的增大

10、而加快；随断面的减少而减慢。M=1既气流速度与当地音速 相等，此时称气体处于临界状态。29 .什么是几何相似、运动相似和动力相似？答：几何相似是指流动空间几何相似，即形成此空间任意相应两线段交角相同，任意相应 线段长度保持一定的比例。运动相似是指两流动的相应流线几何相似，即相应点的流速大小成比例，方向相同。动力相似是指要求同名力作用，相应的同名力成比例。30 .要保证两个流动问题的力学相似所必须具备的条件是什么？答：如果两个同一类的物理现象，在对应的时空点上，各标量物理量的大小成比例，各向量 物理量除大小成比例外，且方向相同，那么称两个现象是相似的。要保证两个流动问题的力学 相似，必须是两个流

11、动几何相似，运动相似，动力相似，以及两个流动的边界条件和起始条 件相似。31 .什么是因次分析法？答：因次分析法就是通过对现象中物理量的因次以及因次之间相互联系的各种性质的分析 来研究现象相似性的方法。32 .为什么虹吸管能将水输送到一定的高度？答：因为虹吸管内出现了真空。33 .什么是泵的扬程？答：泵所输送的单位重量流量的流体从进口至出口的能量增值。也就是单位重量流量的流 体通过泵所获得的有效能量。单位是明.什么是水力半径？什么是当量直径？R =答：水力半径R的定义为过流断面面积A和湿周力之比，即 Z ；当量直径加= 4R。34 .什么是气蚀现象？产生气蚀现象的原因是什么？答：气蚀是指浸蚀破

12、坏材料之意，它是空气泡现象所产生的后果。原因有下：泵的安装位置高出吸液面的高差太大；泵安装地点的大气压较低；泵所输送的液 体温度过高。35 .为什么要考虑水泵的安装高度？什么情况下，必须使泵装设在吸水池水面以下？答：防止产生气蚀现象。吸液面压强处于气化压力之下或者吸水高度大于10米时必须使泵 装设在吸水池水面以下。36 .试述泵与风机的工作原理答：当叶轮随轴旋转时，叶片间的气体也随叶轮旋转而获得离心力，并使气体从叶片间的 出口处甩出。被甩出的气体及入机壳，于是机壳内的气体压强增高，最后被导向出口排出。 气体被甩出后，叶轮中心局部的压强降低。外界气体就能使风机的的吸入口通过叶轮前盘中 央的孔口吸

13、入，源源不断地输送气体。以i = (w2Too ,乙 l7bc 乙 17*8 ).欧拉方程：g有哪些特点？答：(1)用动量矩定理推导基本能量方程时，并未分析流体在叶轮流道中途的运动过程，于 是流体所获得的理论扬程”87，仅与液体在叶片进、出口的运动速度有关，而与流动过程 无关；(2)流体所获得的理论扬程”“，与被输送流体的种类无关。也就是说无论被输送的流体 是水或是空气，乃至其它密度不同的流体；只要叶片进、出口的速度三角形相同，都可以得 到相同的液柱或气柱高度(扬程)。37 .为什么要采用后向叶型?答：动压水头成分大，流体在蜗壳及扩压器中的流速大，从而动静压转换损失必然较大，实 践证明，了解这

14、种情况是很有意义的。因为在其它条件相同时，尽管前向叶型的泵和风机的 总的扬程较大，但能量损失也大，效率较低。因此离心式泵全采用后向叶轮。在大型风机中， 为了增加效率或见得噪声水平，也几乎都采用后向叶型。38 .流体流经过泵或风机时，共包括那些损失？答：（1）水力损失（降低实际压力）；（2）容积损失（减少流量）；（3）机械损失。39 .试述液体静力学的基本方程及其各项的物理意义.z+ = c（D静力学基本方程：Pg 或P=P0+Pgh说明液体内任一点的比势能相等或流体静压力随其淹没深度的增加而增大。（2） Z比位能PPg比压能.如何判别层流与紊流？为什么说在圆管层流中的沿程水头损失与流速的一次方

15、成正比？ 利用雷诺数的大小判别流体的流动状态。当RQ2000紊流，RZ2000为层流。圆管内的液体作层流运动时，根据达西公式,.L u2 64v L unL = X=d 2g 2g,从中可以看出水力损失与流速成一次方。42 .如何判别层流与紊流，为什么说在圆管层流中的沿程水头损失与流速的一次方成正比？ 利用雷诺数的大小判别流体的流动状态。当Re2000紊流，Re2000为层流。圆管内的液体作层流运动时，根据达西公式L u2 64v L uhj = X=d 2g d ”2g ,从中可以看出水力损失与流速成一次方。43 .串联和并联管路各有什么特点？串联管路假设连接点处无泄漏，那么各段流量相等。总

16、水头损失为各段损失之和。并联管路由流 量连续性原理可知，总流展等于各分支点流展之和。并联管段中，单位质量流体所产生的水 头损失相等。44 .流体力学中之系统是什么意思？它有哪些特点？系统是一团流体质点的集合。它始终包含着相同的流体质点，而且具有确定的质量。一个系统的形状、位置等均可改变，但它包含的物质一定不变。45 .流体力学研究中为什么要引入连续介质假设？连续介质流体力学或固体力学研究的基本假设之一。它认为流体或固体质点在空间是连续而无空隙地分布的，且质点具有宏观物理量如质量、速 度、压强、温度等，都是空间和时间的连续函数，满足一定的物理定律。46 .应用动量方程应注意哪些问题？应用动量方程

17、时必须首先选定控制体、动量方程是一个向量方程动量方程中的流速有流入和流出、作用于控制体的外力包括外表力和质量力、压力用同性质 的力。当所求的未知方向不能确定时可以事先假定一个方向。47 .什么是毛细现象？对测量有何影响？在液体里插入一根细管，管内外液机产生高度差的现象称为毛细现象。由于毛细现象会使压力测量存在一定的误差。48 .什么是体积流量、重量流量及质量流量？他们之间有何关系？单位时间内通过过流断面的流体体积量称为体积流量单位时间内通过过流断面的流体质量称为质量流量单位时间内通过过流断面的流体重量称为重量流量Q,“=pQ、49 .为什么不能用临界速度作为判别流体流态的标准？用临界速度判别流

18、态并不方廉价，雷诺通过大量实验发现，临界速度随着流体的粘度和流体 管径不同而变化，影响临界速度的因素有四个，分别是速度、管径、密度和流体的粘度。并且上临界速度和下临界速度不一致，所以工程上不用临界速度判别流体的流动状态。50 .能量损失有几种形式？为什么会产生能量损失？由于实际流体均具有粘性，因此流体在流场流动时将受到流动阻力，为了克服这种阻力，而 使局部机械能转化为热能消耗掉，这种机械能的消耗称为能量损失。流体流动时能量损失可以分为二局部，一是沿程水力损失；二是局部水力损失。51 .欧拉法和拉格朗日法在分析流体运动上有什么区别？为什么常用欧拉法？拉格朗日法着眼于个别流体质点，通过跟踪每一个流

19、体质点来寻求流体的运动规律。欧拉法着眼于充满运动流体的空间，研究不同空间点上流体质点的速度、压力等运动要素随 时间的变化规律。欧拉法能将流体质点的复杂运动的情况以质点流经各固定点时的流动特性来表示，也就是说 只研究流体质点经过空间各点时的运动情况，而不去讨论各流体质点运动的全过程，可以用 空间坐标的函数式进行分析，所以工程上常用欧拉法。52 .流体粘性产生的原因是什么？影响流体粘性的因素有哪些？53 .粘性的表示方法有几种？影响流体粘性的因素有哪些？54 .举例说明等压面在静力学计算中的应用.举例说明压力体在静力学计算中的应用.什么是流线？它有哪些基本特征？E + z + 士.简述伯努利方程P

20、g 2g;const的物理意义和几何意义。55 .什么是并联管路？它有哪些特点？56 .什么是压差阻力？产生压差阻力的主要原因是什么？第一篇1、流体静压强的特性是什么？2、尼古拉兹实验分区级意义是什么？3、附面层提出的意义？4、温差或浓差射流弯曲产生的原因是什么？5、附面层别离的原因是什么？6、运动粘滞系数r的物理意义是什么？7、流体动力粘滞系数u的物理意义是什么？8、元流的特性是什么？9、伯努利方程N + ；十至=常数中各项的物理意义？10、管网水力计算遵循的原那么是什么？11、水击（水锤）现象及产生的原因是什么？12、管嘴出流产生真空的原因和条件是什么？13、自由紊流射流的运动、动力特征是

21、什么？14、射流弯曲产生的原因？15、绕流升力产生的原因？16、毕托管是广泛应用于测量水流和气流的一种仪器，试画出其示意图，并说明其工作原。17、简要说明管道流动局部阻力损失产生的机理。18、下式不可压缩流体N-S方程中，各项的物理意义是什么？1 件6y d2u7 du、p dxdy dzdt.等压面是水平面的条件有那些？19 .流体静压强的有那两个特性？20 .说明描述流体运动的两种方法（拉格朗日法与欧拉法）的主要区别。21 .何谓不可压缩流体？22 .试述系统和控制体的概念。23 .何谓绝对压强？何谓计示压强？24 .试述理想流体和粘性流体的概念。25 .试述流线和迹线的概念。26 .试解

22、释水击现象.27 .试述层流和紊流的概念。28 .试述有旋流动和无旋流动的概念。29 .混合气体密度如何计算，并列出计算公式。30 .对于静止液体，当作用在液体上的质量力仅有重力时，那么液体中的哪些面是等压面？31 .什么是有效截面？流道中流线互相平行时，有效截面形式如何？32 .什么是紊流的时均速度？写出紊流时均速度轴向分量的定义式，指出式中各符号的含义。33 .稳定流动与不稳定流动。34 .产生流动阻力的原因。35 .串联管路的水力特性。36 .如何区分水力光滑管和水力粗糙管，两者是否固定不变？37 .静压强的两个特性。38 .连续介质假设的内容。39 .实际流体总流的伯诺利方程表达式及其

23、适用条件。40 .因次分析方法的基本原理。41 .欧拉数的定义式及物理意义。42 .压力管路的定义。43 .长管计算的第一类问题。44 .作用水头的定义。45 .喷射泉的工作原理。46 .动量方程的标量形式。47 .等压面的特性。48 .空间连续性微分方程式及其物理意义。49 .分析局部水头损失产生的原因。50 .雷诺数、富劳德数及欧拉数三个相似准数的定义式及物理意义。51 .什么是理想液体？为什么要引入理想液体的概念？答案：理想液体是指没有粘滞性的液体。实际液体都具有粘滞性，在液体流动时会引起能量损失，给分析液体运动带来很大困难。为 了简化液体运动的讨论,我们引入了理想液体的概念，忽略液体的

24、粘滞性，分析其运动规律， 然后再考虑粘滞性影响进行修正，可以得到实际水流的运动规律，用以解决实际工程问题。 这是水力学重要的研究方法。52 .“均匀流一定是恒定流”，这种说法是否正确？为什么？答案：这种说法错误的。均匀是相对于空间分布而言，恒定是相对于时间而言。当流量不变 通过一变直径管道时，虽然是恒定流，但它不是均匀流。53 .简述尼古拉兹实验中沿程水力摩擦系数X的变化规律。答案：通过尼古拉兹实验可以发现：在层流中人仅是雷诺数R。的函数并与R。成反比；在层 A流到紊流过渡区，入仅是Re的函数；在紊流光滑区入二门(Re)；过渡区工寸2 (Re, )； AR粗糙区入=的( ),紊流粗糙区又称为阻

25、力平方区。54 .为什么舍齐公式口 =。质 只适用于阻力平方区？答案：舍齐公式是根据明渠均匀流的大量观察资料总结的公式，自然界中明渠水流几乎都处 于紊流阻力平方区，因此该公式只适用于紊流阻力平方区。55 .流动相似的含义是什么？答案：流动相似包括几何相似、运动相似和动力相似。其中几何相似是前提，动力相似是保 证，才能实现流动相似。56 .从力学意义上解释明渠均匀流只能在正坡渠道中产生的原因。答案：均匀流的断面平均流速水头和压强水头沿程不变，但水流运动总要消耗能量，因此从 能量方程来分析，只能消耗位能来克服水流阻力。所以均匀流只能产生在正坡渠道中。57 .分析水面曲线时，如何寻找急流和缓流的控制

26、断面？答案：急流的控制断面在上游，因为外界对急流的干扰不能向上游传播；缓流的控制断面在 下游，其原因与急流正好相反。58 .在渗流计算中达西定律与杜比公式有何区别？答案：达西定律适用于任一点的渗流流速u=kj,其适用于恒定均匀层流渗流；而杜比公式 是适用于恒定非均匀渐变层流渗流，同一过水断面上各点的渗流流速都相等且等于v= kJ。 60.试写出欧拉平衡方程式，并分析其适用条件X史=0, 丫包=o, Z亚p dxp dyp dz适用于绝对静止状态和相对静止状态，适用于可压缩流体和不可压缩流体。61 .试写出理想流体的伯努利方程，并解释其中每一项的含义- + + z = CPg 2g三项分别是压力水头、速度水头和位置水头，分别代表压力能、动能和重力势能62 .试比拟流体力学研究中欧拉法和拉格朗口法的不同？研究流体运动的方法主要有两种：(1)拉格郎日法：把流体质点作为研究对象，跟踪一个质 点，描述它运动的历史过程，并把足够多的质点运动情况综合起来，可以了解整个流体的运 动。(2)欧拉法：主要研究流场中的空间点，观察质点流经每个空间上运动要素随时间变化