水力学-中国某大学近三年（2018-2021）硕士研究生招生考试自命题科目考试试题.pdf

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1、中国海洋大学2018年硕士研究生招生考试试题科目代码：845 科目名称：一、概念题（共5题，每题3分，合计15分）连续介质假定2帕斯灼定律3.孔口自由出流4明渠流fi.断面比能二、简答题（共5题，每题6分，合计30分）水力生l描述液体运动的两种方法是什么？它们的上要区别是什么？2雷诺数与哪些因素有关？其物理意义是什么？对千圆管，当管道输水流社和水温一定时，随管径的增大，雷诺数如何变化，为什么？3圆管层流和紊流粗糙区时的沿程水头损失分别与速度的t次方和二次方成正比，而两种流态下都能应用达西公式计算沿程水头损失，它们是否矛店？为什么？l明渠均匀流有哪些特性？5棱柱体渠道中发生非均匀流时，在i 1的

2、渠道中只能发生急流，这种说法对否？为什么？三、计绊题（共5小题，每题15分，共计75分）l设有铅直放置的水平底边矩形闸门，如钳1所示。已知闸门点度H2m,宽度h=3m,闸门上缘到自由表面的距离h1=lm。试用绘制压强分布图的方法和解析法分别求解作用f闸门的静水总压力。特别提醒：答案必须写在答题纸上，若写在试卷或草稿纸上无效。共4页第1页P。丁立,A 图l2管路中一段水平放钮的等截面弯管，肖径d为200mm,弯角为45（图2）。管中I-l断面的平均流速l1=4m S,其形心处的相对压强p1=I个大气压。若不计管流的水头损失，求水流对弯管的作用力凡与Ry（坐标轴x与y如OO2所示）。y l 长。又

3、：困23.图3所示为会跨河倒虹吸圆管，管径d=0.8m,长/=50m,两个30折角、进口和出口的屈部水头损失系数分别为C,0.2,C2=0.5,(3=1.0,沿程水头损失系数人0.024,上下游水位差H=3m。若上下游流速水头忽略不计，求通过倒虹吸管的流牡Q。特别提醒：答案必须写在答题纸上，若写在试卷或草稿纸上无效。共4页第2页-卜忭一厂飞仿，一户、一s下店Etl 上让一-H 平t-厂LIll昌A入4.名-严；二I t.图34某溢流坝（图4)下收缩断面处水深hc=l.lm,当坝下游水深h,=4.7m时，1)求对应收缩断面处水深九的跃后水深hc?;已知单宽流扯q=14.72m2/s,2)坝下游发

4、生何种形式的水跃？是否需要修建消能工？1,图45.已知有一液流ky u=-为急流。8、水流总是从机械能大的地方向机械能小的地方流动。9、闸孔出流的流量与闸前水头的1/2次方成正比。10、达西定律适用千所有的渗流。二、简答题（每题5分，共20分）1、什么是恒定流与非恒定流？自然界是否存在恒定流？2、什么是局部水头损失？它是如何产生的？、丿、丿、丿、丿）(3、雷诺数和佛汝德数的物理意义是什么？它们反映的是液体什么性质？4、简述明渠均匀流形成的条件是什么？等直径圆管有压流能否形成均匀流？特别提醒：答案必须写在答题纸上，若写在试卷或草稿纸上无效。共5页第1页三、作图题（每题5分，共15分）l、绘出下图

5、所示的曲面AB的压力体图，并标出静水总压力垂直分址的方向。_l-2、定性绘出图示恒定有压管流的总水头线和测压管水头线。V。=03、定性绘制如图所示的棱柱体渠道水面线，并标明线型（仅绘出一种可能的型式即可）4 2 i.,“L.l 2.I（注：图中iC为临界坡度）特别提醒：答案必须写在答题纸上，若写在试卷或草稿纸上无效。共5页第2页四、计算题（共5题，每题15分，共75分）I.压力管道的进口处装有矩形平板闸门，长L为1.8m,宽b为2.5m,闸门重为1860N,倾角a为75闸门与门槽之间摩擦系数J为0.35,求启动闸门所需的拉力。15.00.计算题l2.乎底矩形渠道中有一平板闸门（如图所示），水面

6、以下门高a=3.2m,门与渠道同宽b=4m。当流景Q=16m3 Is时，闸前水深H=4m,闸后收缩断面水深he=0.Sm,不计摩擦力。取动量修正系数0。求作用在闸门上的动水总压力。a H i=O 计算题2-_-一一一一一一呻一一一一一一一一一一一一一一一一一特别提醒：答案必须写在答题纸上，若写在试卷或草稿纸上无效。共5页第3页3.某梯形断面混凝土渠道按均匀流设计，已知底宽b=2.4m,水深h。=1.2m,边坡系数m=l.5,粗糙系数n=0.014,!=500m长渠道上的水头损失九0.25m。求该渠道能通过多少流噩？4.一矩形断面陡楷，宽度b为Sm,下接一同样宽度的缓坡渠槽。当流量Q为20m3/

7、s时，陡槽末端水深h)为1.0m;下游均匀流水深九为3.6m。1)试判断上下游水流的衔搂形式。2)如果发生水跃，水跃的衔接形式是什么？3)如果水跃从1-1断面开始发生，所需下游水深应为多少？NI i2 h,.2 C.h,h,.2 D无法确定10.当液流为恒定流时，必有（）等于零。A.当地加速度B迁移加速度C.向心加速度D.合加速度三、简答题（共5题，每题5分，共25分）1.何为牛顿内座擦定律？它的两种表达式分别是什么？2.浮体平衡及其稳定的条件分别是什么？3.液体运动的两种型态是什么？它们各自主要特征是什么？4.液体对所绕物体的阻力是由哪两部分组成？与哪些因素有关？5.渗流的基本定律是什么？写

8、出数学表达式并说明其物理意义？四、计算题（共5题，共75分）1.(15分）如图由三个半圆弧所连接成的曲面ABCD,其半径R1=0.5m,R2=I.Om,R3=I.Sm,曲面宽b=2m,试求该曲面所受水压力的水平分力及垂直分力各为多少？并指出垂直水压力特别提醒：答案必须写在答题纸上，若写在试卷或草稿纸上无效。共5页第2页的方向。广泛、三4尸D、eR-_ 计算题l2.(15分）如图所示，将锐边平板插入水的自由射流中，并使平板与射流垂直，该平板将射流分成两股，设所有水流在一个水平面上，已知射流速度v=30m/s,总流量q=0.036m3/s,I 2 qq,q2=q，试求射流的偏转角a及射流对平板的作

9、用力FK3 3-v-+FR ql 计算题23.(10分）某灌溉渠道上，拟建渡槽一座，初步确定采用铜丝网水泥喷浆薄壳渡槽，断面为U形，表面用水泥砂浆抹面，粗糙系数n=0.013,底部半圆直径d为2.Sm,上部接垂直侧墙高0.8m（包括超高0.3m)，如图所示（下页）。设计流量Q为5.5m3/s,试计算渡槽底坡。特别提醒：答案必须写在答题纸上，若写在试卷或草稿纸上无效。共5页笫3页T-0 计算题34.(20分）某溢流坝，下游的河道为矩形断面（如图所示），溢流宽度b=60m,下游坝高Pi=6.0m,通过的流旦Q=480m飞s坝的流量系数m=0.45,流速系数h,B.h.h1 C.hro2=h,D.无

10、法确定2在下列各组流体中，属千牛顿流体的为（）。A.水、新拌水泥砂浆、血浆B.水、新拌混凝上、泥石流C.水、空气、汽油D.水、汽油、泥浆3与地面水流相比，地下水流中不存在的流动状态为（）。A.恒定流c层流B均匀流D.急流4毕托忤是一种测贷（）的仪器。A.点流速B.I祈面平均流速C.压强D.流昼5平面势流的等流祸数线与等势线（）。A.正交B.斜交C.平行D.重合6管轴线水平，管径逐渐增大的管道有压流，通过的流茄个变，其总水头线沿流向应（）。A逐渐升高c与管轴线平行7对管径沿程变化的管道（B逐渐降低D.无法确定）。A测压管水头线可以上升也可以下降B测压管水头线总是与总水头线相平行c测压管水头线沿程

11、永远不会上升D测压管水头线不可能低于管轴线8.下列各组物理批中，屈千同一队纲的为（）。A密度、动力黏度、运动黏度特别提醒：答案必须写在答题纸上，若写在试卷或草稿纸上无效。共7页第1页B流速、剪切速度、渗流系数c压力、黏滞力、表面张力D压强、切应力、单位质墙力9根据堰的分类可知，宽顶堰的相对堰肛()。1 7 6-H 6。5 2 6-H.AC 5 20 1 6万6-H 7 6 00.BD 10.屯力作用下液体静压强微分方程为dp=(）。A.-pdz B.-gdz C.-pgdz D.pgdz 11.已知混凝土雨水管的水力半径R=O.5m，粗糙系数n=0.014,水均匀流动OOOm的沿程水头损失为l

12、m,则管中平均流速v=()m/s。A.1.12 B.1.22 D.1.42 12边界层的外边界线可看成是（A一条流线c有旋流动与有势流动的分界线C.1.32）。B一条迹线D层流与紊流的分界线13斜放立的平板，共形心淹没深度h与静水压力中心的淹没深度凡的关系为h()h;10 A.大千B小子c.不能确定14相对压强的起算点是（）。A绝对贞空B.1个标准大气压C.芍地大气压15.z+L=c表明在静止液体中，所有各点（pg A.压强水头B位翌高度C.测压管水头D.笘于D液面压强）均相等。D.位置水头二、多项选择题（每题2分，少选得1分，多选、错选不得分，共10小题，共20分）1.l个工程大气压为（）。

13、A.98kpa D.101.3kpa B.10mH20 E.760mmHg C.I.Okg/cm2 2若同一液体流经两根长度相同但粗糙度不同的等径长直管道，当两者的雷诺数相同时，它们的沿程水头损失在（）是相同的。特别提醒：答案必须写在答题纸上，若写在试卷或草稿纸上无效。共7页第2页A.层流区c湍流光滑区E.阻力平方区8.层流、湍流过渡区D.湍流过渡区3用欧拉法研究流体运动时，其合加速度a巾（）组成。6U 6t A.at-B.一_.:.c.(v u)u D.v u au 4水在土壤中存在的形式主要有（）。A.汽态水B.毛细水c.吸附水D.博膜水E屯力水5与地面水流一样，渗流一般也可分为（）。A恒

14、定渗流与非恒定渗流c渐变渗流与急变渗流B均匀渗流与非均匀渗流D.有压渗流与无压渗流E平面渗流和空间渗流6下列关千液体黏性的说法中，正确的有（）。A黏性是液体的固有屈性B黏性是运动液体抵抗剪切变形的能力C液体黏性具有传递运动和阻碍运动的双值性D液体的黏性随若温度的升高而减小E气体的黏性随若温度的升高而增大7下列关千长管水力计算的结论中，正确的有（）。A并联管路的总水头损失等千各支路的水头损失B并联管路各支路的水头损失相等c并联管路的总流批等于各支路的流研之和D.串联管路的总水头损失等于各支路的水头损失之和E串联管路的总流榄等千各支路的流优之和8.已知某长直铸铁输水管逍(n=0.014)的水力半径

15、R=250mm，且流动1km长度的水头损失为2m,则该管路的（）。A.水力坡度J=0.2%B.测压管坡度Jr=O.2%c.断面平均流速u=l.27m/s D.通过流批Q=l.Om3/s 特别提醒：答案必须写在答题纸上，若写在试卷或草稿纸上无效。共7页第3页E.沿程阻力系数入0.0249下列关千边界层概念的说法中，正确的有（）。A边界层是指壁面附近流体黏性不能忽略的溥层B边界层是指壁面附近流速梯度很大的菏丿去c沿程水头损失与边界层的流动特点有关D局部水头损失与边界层分离现象有关E边界层分离区通常为高压区10下列各组合应中，为无阰纲的愤有（）。其中：为液体的动力学粘滞系数。p-pg.A J禄.B

16、古ni pud-c Ppu.E 三、坟空题（共10小题，每题1分，共10分）l在工程流体力学或水力学中，若不考虑温度影响，通常取（本匮纲。)3个帮纲为基油层2.如右图，平板面积为40X45cm2,厚度为1.0cm,质昼m=Skg,沿珩涂有厚度o=l.0mm油的斜面向下作等速运动，其速度u=l.Om/s，带动油层的运动速度呈直线分布，则油的粘度=(),v=()（油的密度p=950kg/m3)。3理想液体在同一点上各方向的动水压强数值是（）的。实际液体中的动水压强为在同一点上沿三个正交方向的动水压强p江、P”、P二的（）。4流线一般不能相交，且只能是条（5液体质点的运动形式有平动、(）曲线。）、（

17、）。6当堰的溢流宽度与上游渠道宽度相等时，称为（）的堰流，芍堰的溢流宽度小千七游渠逍宽度时，称为（）的堰流。7.引起有压管路中流速突然变化（如阀门突然关闭）是产生水击现象的外因，而(）则是产生水击现象的内因。特别提醒：答案必须写在答题纸上，若写在试卷或草稿纸上无效。共7页第4页8圆管沿程水头损失系数入的影响因素分别是：层流入f(）湍流粗糙区入f（）。9.若某盛水封闭容器内液面的绝对压强为58.8kPa,则水而下4m处的相对压强为Kpa,或（）mH20。10渗流系数K的物理意义是（四、计算分析题（共5题，共75分）。l、（本题15分）下图所示矩形闸门高h=3m,宽b=2m,上游水深h1=6m,下

18、游水深伪4.5m,试求：（l)作用在闸门上的静水总压力；（2)压力中心的位笠。l I-q l 志女，尸,h,计符题1图2、（本题15分）已知平面流动的速度分布为：U产2i+x-4y,u1=-4xy-y,试确定(1)是否满足连续性方程？(2)当t=2s时，点A(1,1)处液体质点的加速度？(3)判断流动是恒定流还是非恒定流？(4)判断流动是否有旋？(5)是否存在速度势函数和流函数，如果存在，求出叫：ll巾。3.（本题15分）水流由直径=20Cll的A管经一渐缩的弯管流入直径d8=15C/的B管，管轴中心线在同一水平面内，A管与B管之间的夹角0=60已知通过的流篮Q=O.1 Ill众，A端中心处相

19、对压强=120kPa,若不计水头损失，求水流对弯管的作用力。特别提醒：答案必须写在答题纸上，若写在试卷或草稿纸上无效。共7页第5页 少 E 计算题3图4.（本题15分）某溢流坝为WES剖面，上、下游坝商均为10m,坝顶部设闸门控制流熘。今保持坝顶水头仁3.2m,调节闸门开度，使单宽流债q=6m/s.m,相应的下游水深h,=3.05m。1)计算收缩断面水深h2)坝下游发生何种形式的水跃？3)是否需要修建消能工？v Ht-三P1 h 计算题4图5.（本题15分）有一矩形断面混凝土渡槽，糙率n=0.014，底宽b=l.5m,槽长l=120m。进口处槽底高程年52.16m,出口槽底高程名52.04m,当槽中均匀流水深h=.7m时，试求渡槽底坡i和通过的流梵Q。特别提醒：答案必须写在答题纸上，若写在试卷或草稿纸上无效。共7页第6页五、证明题（本题30分）证明恒定总流的动扯方程表达式为区F=pQ(/3凸f3叩。y。x z 证明题图特别提醒：答案必须写在答题纸上，若写在试卷或草稿纸上无效。共7页第7页