2012流体力学思考题同济大学

流体力学思考题

第一章 流体及其主要物理性质

1、什么是连续介质？在流体力学中为什么也出现连续介质这一理论模型？ 2、什么是流体质点或流体微团? 有人说—个球形体积的气体，如果其直径小于0.01cm就可以认为它是一个流体质点，如果直径大于100cm则不可能把它看作是流体质点。 这种说法正确吗? 为什么？ 3、什么是连续性假设?

4、什么是流体的压缩性？一般可用什么参数来描述它。 5、气体在什么情况下可视为不可压缩流体？ 6、体积弹性模量与温度和压强有何关系？

7、一封闭容器盛满流体，流体随容器一起运动(即相对于容器无运动)请问这时流体内有没有切应力？

8、什么是粘性？流体的粘性与流体的宏观运动是否有关？静止流体是否有粘性? 静止流体内部是否有粘性应力?

9、阐明动力粘性系数的定义和量钢。它和易流性概念有何关系? 10、流体粘性切应力与固体内的切应力有何区别? 11、何谓牛顿流体？?与

么？

12、液体粘度与气体的粘度，随温度变化为何不同？ 13、动力粘度的单位与运动粘度单位有何不同？

dvx成线性关系的流体是否一定是牛顿流体？为什dy第二章 流体静力学基础

1、流体中任一点的压强各向相等的结论，适用所有平衡流体及流动的非粘性

流体，对吗？为什么？

2、请阐述流体静力学基本方程的物理意义。 3、何谓等压面，在什么条件下等压面是水平面？

4、平衡微分方程适用于相对静止的流体吗？为什么？ 5、p??h适用条件有何限制?

6、当静止液体自由液面压强p0?0，其压强分布是否仍符合p??h？为什么? 7、能够求解重力场中静止流体内的压强分布。在重力作用下平衡流体中，压强分布规律是什么样的？怎样去确定一点的压强大小？怎样确定等压面方程？

8、压强的计量单位有那些？如何测量压强？试举例说明测量压强的方法。 能够求解管道中不同位置的压强大小 9、能求解流体相对平衡中的压强分布和等压面 10、能求解静止流体作用于平面壁上的合力 11、能求解静止流体作用于曲面壁上的合力

12、平面压心是位于潜没平面形心？或压强分布图的重心？或合力作用线上的任一点？

13、水下一圆平面，而积为A，形心水深h0。当该平面绕形心旋转任意角度，

所受静压力（包括大小、方向、作用点）改变否？为什么？

第三章 流体运动学基础

1. 研究流体流动的方法有哪几种？

2. 欧拉法与拉格朗日法有何不同？水文站采用定点测速研究流动用的是那种

方法？

3. 用拉格朗尔方法和欧拉方法表达的速度值分别为

，试说明两种表达式的物理意义

4. 流线、流管、流束和流量是如何定义的？

5. 流线和迹线有何区别？恒定流的流线期与非恒定流流线有何不同？ 6. 如何确定流线方程、迹线方程，两者能否互相转换，如何转换？ 7. 定常流动中流体质点没有加速度，这种说法对吗？ 8. 说明 和

和

的物理意义

9. 在的流场中，流体一定是不可压缩的，对吗？

10. 流动是如何分类的？何谓三元流动、二元流动和一元流动，如何判断? 11. 如何判断流场是定常、不可压缩、有旋？

12. 如何计算相对伸长率、体积膨胀率、旋转角速度和角变形率？ 13. 流线、流管、流束和流量是如何定义的？

14. 流线和迹线有何区别？恒定流的流线期与非恒定流流线有何不同？ 15. 在一流场中，同一时刻不同流体质点组成的曲线是否都是流线，同一流体质

点在不同时刻的位置连成的曲线是否都是迹线？

第四章 流体动力学基础

1、 控制体是固定的空间域，还是固定的流体质量？ 2、 系统是流体空间固定的区域，还是流体质点的集合？ 3、 何谓输运方程？

4、 根据连续性方程的定义，管道中含水泡的水流能否满足连续性条件？ 5、 动量方程?F??Q??2v2??1v1?的右端是代表单位时间的动量改变吗？为

什么？应用它流动要满足哪些条件？

6、 应用动量方程时，应如何选取控制体？控制断面为什么不可取在急变流

中？

7、 应用动量方程Fx??Q?vx2?vx1?时，Fx和vx有可能出现负号吗？在什么情

况下取负号？

8、 绝能定常流积分形式的能量方程是否可以在粘性流体中应用？他与在理想

流体中的应用有何区别？

9、 定常流动量矩方程的形式如何？如何应用？ 10、

当物体作等速直线运动时，产生的流场（坐标放在地球上）是定常流场

还是非定常流场？ 如何化为定常流场？这种转化会不会引起流体与运动物体间的相互作用的改变？这种转化在实用上有何重要意义? 11、

伯努利方程反映了流体运动的什么规律？说明伯努利方程各项的物理意

义及其几何表述。

v2p12、 试说明伯努利方程?gz??const的应用条件。

2?13、 不可压缩粘性流体总流的伯努利方程与理想流体的伯努利方程有何区别？

应用是要注意哪些条件？

14、 15、 16、

能够求解除能量方程外其它几个积分形式的动力学方程所涉及的题目 掌握微分形式的连续性方程的推导过程及其物理意义

粘性流体中应力和理想流体中的区别，动量方程（N-S）的物理意义

第五章 相似原理和量纲分析

1、 相似理论在流体力学中有何用处？ 2、 满足两流动相似的充分必要条件是什么？ 3、 何谓完全相似？何谓近似相似？

4、 相似准则数相等的两种流动是否一定相似？反之也成立？

5、 何谓自动模化区？在此区域内两流动相似雷诺数是否也一定要保持相等？ 6、 流动相似中有哪些重要的相似准则数？它们的物理意义如何？ 7、 量纲分析是根据什么原则来找到流动过程的相似准则数的？ 8、 应用瑞利法如何找出相似准则数？ 9、 应用?定理又如何找出相似准则数？

第六章 理想不可压缩平面势流

1、 非粘性流体流动一定是无旋的吗？粘性流有可能是无旋流吗？为什么？ 2、 非粘性流体运动方程式的适用范围及各项物理意义与粘性流体的运动方程式有何不同？

3、 欧拉运动微分方程各项的单位是什么？

???vx????vy????vz??vx?vy?vz???0与式???0有何4、 连续性微分方程式

?x?y?z?x?y?z不同？它们是否只限于理想流体？

5、 伯努利方程适用的范围在势流条件下和沿流线有何不同？

6、 平面势流微分方程组，在什么情况下是封闭的？ 7、 ??x,y??C代表流线，只限于无旋流，对吗？为什么？ 8、 理想流体定常流的固定边界是一条等势线对吗？为什么？ 9、 试述流函数?存在及其满足?2??0的条件。

10、 满足?2??0的函数?沿x或y的变化，一定是线性的吗？为什么? 11、 求解平面势流问题有哪些方法?

第七章 不可压缩粘性流体流动

1、 管内流动的能量损失分哪几类？ 2、 何谓临界雷诺数？其值取决哪些因素？

3、 简述层流和紊流两种流态的特性， 鉴别层流到紊流之间转变的判别准则是

什么？

4、 紊流切应力与层流切应力起因有何不同？ 5、 为何紊流切应力通常大于层流切应力？ 6、 层流切应力变化与紊流有何不同？ 7、 何谓粘性底层？它对紊流分析有何影响？

8、 何渭水力光滑壁面(或管)？何渭水力粗糙壁面(或管)？

9、 何谓水力光滑？何谓水力粗糙？它们与Re及壁面糙度?有何关系？ 10、 试由??0.4164Re14（布拉休斯公式），证光滑紊流hf?v1.75 11、 请叙述尼古拉兹管道流动沿程损失试验中的五个损失区域。 12、 设想减小进口、突然扩大及竖向弯头流动损失hf的可能途径。 13、 简述直圆管流动中层流状态与紊流状态速度分布的特征。 14、 层流状态与紊流状态哪个阻力大？以直管流动为例简单说明道理 15、 在弯管流道中损失有哪几部分组成？什么是双螺旋流动，对流动损失有何

影响？

16、简单管道的计算问题有哪几类？何谓串联管道？何谓并联管道？

17、何谓边界层？边界层有哪些基本特征？ 18、层流边界层向紊流边界层转变受那些因数影响？

19、层流边界层微分方程是如何得到的？解层流边界层微分方程的目的是什么，

求解的方法有何特点？

20、边界层动量积分方程的适用范围是什么？如何应用边界层动量积分方程求解

绕平板流动的阻力？

21、平板边界层是否会产生边界层分离现象？为什么？ 22、曲面边界层为什么会发生边界层分离现象？有何控制办法？

17、何谓边界层？边界层有哪些基本特征？ 18、层流边界层向紊流边界层转变受那些因数影响？

19、层流边界层微分方程是如何得到的？解层流边界层微分方程的目的是什么，

求解的方法有何特点？

20、边界层动量积分方程的适用范围是什么？如何应用边界层动量积分方程求解

绕平板流动的阻力？

21、平板边界层是否会产生边界层分离现象？为什么？ 22、曲面边界层为什么会发生边界层分离现象？有何控制办法？

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