流体力学试题及答案1.docx

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1、考试试卷 （L B 卷）班级d学号姓名课程名称：流体力学学年第二学期一、判断题（20分）1 .流体质点是指宏观上足够小，而微观上又足够大的流体微团。（T）2 .液体的粘性随温度的升高而增大。（F）3 .气体的粘性随温度的升高而减小。（F）4 .牛顿流体的粘性切应力与速度梯度，即角变形速率成正比。（T）5 .静止的流体只能承受压应力。（T）6 .在描述流体运动中欧拉法没有直接给出流体质点的运动轨迹。：7.定常流动，流线与迹线重合。（T）；8.应用总流伯努利方程解题时，两个断面间一定是缓变流，方程才O成立。（F）；9.由于流体粘性的存在和影响，使流体呈现两种不同的流态，就是层流和紊流。（T）线10

2、.雷诺数是表征重力与惯性力的比值。（F）：1L静止的流体中任意一点的各个方向的压强值均相等。（T）：12.静止液体的等压面一定是一个水平面。（T）；13.大气层中的压强与密度、温度的变化有关而且受季节、气候等：因素的影响。（T）14 .压力体的体积表示一个数学积分，与压力体内是否有气体无关。总分一=四五六七A九十（T）15 .理想流体的运动可分为有旋流动和无旋流动两种类型。（T）16 .不可压缩流体的无旋流动由于存在速度势和流函数，故又称为 位势流动。（T）17 .如果流场中若干流体微团无绕自身轴线旋转运动，刚称为无旋 流动。（F）18 .如果任一条封闭曲线上的速度环量皆为零，则此区域内的流动

3、 必为无旋流动。（T）19 .不可压缩流体中的，速度势函数满足拉普拉斯方程，速度势函 数是调和函数。（T）20 .在位势流场中，任意曲线上的速度环量等于曲线两端点上速度 势函数值之差，而与曲线形状无关。（T）二、填空题（20分）1 .液体的动力粘性系数随温度的J埴而减小，牛顿流体是指切 应力与速度梯度成正比的流体。2 .欧拉法中，流体的加速度包括时变加速度和位变加速度 两种，如果流场中时变加速度为零，则称流动为定常流动， 否则，流动称为非定常流动3 .雷诺实验揭示了流体流动存在层流和紊流两种流态，并可用 雷诺数来判别流态。4 . 一般管路中的损失，是由沿程损失和局部损失两部分 构成，在定常紊流

4、中，沿程水头损失与流速的二Ei成 正，所谓的长管是指局部损失比 沿程损失小得多,可以 忽略不计。5 .已知三维流场的速度分布为：u = 2y + t,v = 4a iv= 0 ,试求t=0 时亥经过点（1,1）的流线方程空上1；点（1,1）处 的加速为9+8i06 .平面流动速度分布为：w = ad一）,2, 1，= _冲_力，如果流体 不可压缩，试求a= 0. 5 ； b= 0o7 .子弹在15摄氏度的大气中飞行，如果子弹头部的马赫角为 45度，己知音波速度为340m/s子弹的飞行速度为 480. 8m/s o三、简答题（20分，每小题5分）：1 .试说明伯努利方程成立的条件。理想流体（1）

5、；流动定常（1）；重力场（1）；不可压缩（1）：方程仅 沿流线成立（Do2 .研究流体受力和运动过程中，在哪些情况下要考虑流体压缩性？液体的密度变化较大如研究水击现象（2）,气体的速度较大，如超过 音速的三分之一，其密度变化是明显的，这时就必须考虑压缩性的影 响（3）o3 .试解释理想流体，牛顿流体和非牛顿流体.忽略了粘性的流体为称为理想流体（2）；切应力与流速梯度成正比的 流体称为牛顿流体，反之为非牛顿流体（3）。4 .试说明斯托克斯定理的含义和意义。斯托克斯定理反映了速度环量和旋涡强度的关系，经过某封闭曲线的 曲面上的旋涡通量与该封闭曲上的速度环量相等（3）o意义:将计算旋 涡通量的面积分

6、简化为计算速度环量的线积分（2）。三、计算题（40分，每小题10分）：1.粘度仪是测量液体粘性系数的仪器，它是由如下图所示的两个同心薄壁圆筒组成，外筒半径为R = 100mm,内筒半径为r=99mm,筒高1m,两筒之间的间隙为=外筒转速为二20rad/s,当间隙内充满某种润滑油时，内筒所受扭矩M=100Nm。假定润滑油为牛顿流体，试求润滑 油的动力粘性系数。解：t= jjrcol 6 ( 1 )M =72成2 (2)M=，：f2w2dr =；中葭(4)M =M+M2解得：A=0. 78Ns/m2(3)2.水泵装置如图。水泵安装高度h = 2. 5m,高低水池液面（面积足够大） 高差Z = 20

7、m,吸水管管径Di=0.2m,长度li = 5m,沿程阻力系数为 0.02,总局部水头损失系数为5；压水管的直径D2=0. 15m, 12=50m, 沿程阻力系数为0.03,压管总的局部水头损失系数为6,测得水泵出 口处的表压P-Pa=2X 10?a.试求：水泵输水量Q和水泵的功率 （水泵的功率系数为（）.85）。（第一问6分，第二问4分）解.nrv 对2-2, 3-3断面应用伯努利方程求解流 Q2.5 +=20+冬解得匕=1.95m/s(2)Q =、*d)/4 =0. 034m3/s 年/。(” + 4)/0. 85 (3)解得：P=9.5kW(1)3 .若作用在圆球卜.的阻力F与球在流体中

8、的运动速度V、球的直径D及流体的密度夕和动力粘度有关，试利用布金汉定理求无量纲数。解：本问题的物理量共有5个，n=5,基本量纲为M、L、T,即m=3(2)写出5个物理量的量纲(2分)正确选取循环量(2分)组合并求出无量纲数11=万枭(2分)组合并求出无量纲数21=俞(2分)4 .试分析复位势W(z) = z + (2 + i)ln(z2+ 4)由哪些基本势流叠加而成？解：W(z)= z + (2+z)(ln(z + 20 + ln(z-2/) (2)平行流:V=l,沿x轴正方向；(2)在点(0, 2)的点源(强度Q=4/r)和点涡(强度= 2%，顺时针)(3)在点(0,-2)的点源(强度Q=4Q 和点涡(强度= 2不，顺时针)(3)