计算流体力学答案
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计算流体力学作业
计算流体力学_作业一
要求：
认识CFD软件：学习本课程拟学习和使用的CFD软件ANSYS FLUENT，撰写一份报告，介绍所选CFD软件的功能、可选择的离散格式、湍流模型、求解方法等内容（具体内容可选择1~2项介绍）
学习CFD软件：选择一简单算例，完成建模计算，撰写报告，简述计算模型、计算方法和计算结果
报告格式：正文五号字，行距1.25倍，图大小适中。
一、FLUENT软件简介
CFD商业软件FLUENT，是通用CFD软件包，用来模拟从不可压缩到高度可压缩范围内的复杂流动。由于采用了多种求解方法和多重网格加速收敛技术，因而FLUENT能达到最佳的收敛速度和求解精度。灵活的非结构化网格和基于解的自适应网格技术及成熟的物理模型，使FLUENT在转换与湍流、传热与相变、化学反应与燃烧、多相流、旋转机械、动/变形网格、噪声、材料加工、燃料电池等方面有广泛应用。目前与FLUENT配合最好的标准网格软件是ICEM。
FLUENT系列软件包括通用的CFD软件FLUENT、POLY-FLOW、FIDAP，工程设计软件FloWizard、FLUENT for CATIAV5，TGrid、G/Turbo，CFD教学软件FlowLab，面向特定专业应用的I
计算流体力学作业
计算流体力学_作业一
要求：
认识CFD软件：学习本课程拟学习和使用的CFD软件ANSYS FLUENT，撰写一份报告，介绍所选CFD软件的功能、可选择的离散格式、湍流模型、求解方法等内容（具体内容可选择1~2项介绍）
学习CFD软件：选择一简单算例，完成建模计算，撰写报告，简述计算模型、计算方法和计算结果
报告格式：正文五号字，行距1.25倍，图大小适中。
一、FLUENT软件简介
CFD商业软件FLUENT，是通用CFD软件包，用来模拟从不可压缩到高度可压缩范围内的复杂流动。由于采用了多种求解方法和多重网格加速收敛技术，因而FLUENT能达到最佳的收敛速度和求解精度。灵活的非结构化网格和基于解的自适应网格技术及成熟的物理模型，使FLUENT在转换与湍流、传热与相变、化学反应与燃烧、多相流、旋转机械、动/变形网格、噪声、材料加工、燃料电池等方面有广泛应用。目前与FLUENT配合最好的标准网格软件是ICEM。
FLUENT系列软件包括通用的CFD软件FLUENT、POLY-FLOW、FIDAP，工程设计软件FloWizard、FLUENT for CATIAV5，TGrid、G/Turbo，CFD教学软件FlowLab，面向特定专业应用的I
计算流体力学讲义
计算流体力学讲义
哈尔滨工程大学
航天与建筑工程学院
王 革 教授
2009.10
前言
计算流体力学的兴起推动了研究工作的发展。自从1687年牛顿定律公布以来，直到上世纪50年代初，研究流体运动规律的主要方法有两种：一是试验研究，它以地面试验为研究手段；另一种是理论分析方法，它利用简单流动模型假设，给出所研究问题的解析解。理论工作者在研究流体流动规律的基础上建立了各类型主控方程，提出了各种简化流动模型，给出了一系列解析解和计算方法。这些研究成果推动了流体力学的发展，奠定了今天计算流体力学的基础，很多方法仍是目前解决实际问题时常采用的方法。然而，仅采用这些方法研究较复杂的非线性流动现象是不够的，特别是不能满足50年代已开始高速发展起来的宇航飞行器绕流流场特性研究的需要。
计算流体力学的发展与展望
20世纪30年代，由于飞机工业的需要、要求用流体力学理论来了解和指导飞机设计，当时由于飞行速度很低，可以忽略粘性和旋涡，因此流动的模型为拉普拉斯方程，研究工作的重点是椭圆型方程的数值解。利用复变函数理论和解的迭加方法来求解析解。随着飞机外形设计越来越复杂，出现了求解奇异边界积分方程的方法。以后为了考虑粘性效应，有了边界层方程的数值计算方法，并发展成以位势方程为外流方
计算流体力学作业
计算流体力学作业（二）
应用有限元法解圆柱绕流问题
姓名：孙润哲 学号：1120120133
1．三角单元划分
如下图，对本题的网格划分情况，采用最基本的三角形单元划分方法.共有36个节点，51个单元
2．程序清单（C语言）
#include void GAUSS(double a[N][N],double b[N]) //高斯消元子程序 { int i,j,k,ida; double da,temp,bei,sum; for(k=0;k b[k]=b[ida]; b[ida]=temp; } //转为上三角矩阵 for(i=k+1;i
流体力学答案
只有部分
2-1 已知某种物质的密度
w 1000kg/m
3
2.94g/cm
3
,
4C
o
时水的密度为
， 试求它的相对密度。
3
33
解:
d
w
2.94 10kg/m1000kg/m
2.94
2-2已知某厂1号炉水平烟道中烟气组分的百分数αco2=13.5%, αso2=0.3%,αo2=5.2%,α（
2
N2
=76%,α
2
H2O
=5%。试求烟气的密度。
3
SO 2.927kg/m
2
3
，
CO 1.976kg/m
3
，
O 1.429kg/m
2
3
，
N 1.251kg/m， H
3
2O
0.804kg/m
）
解: 混合气体的密度
a
ii
i 1
n
0.135 1.976 0.003 2.927 0.052 1.129 0.76 1.251 0.05 0.804=1.341kg/m
3
2-11借恩氏粘度计测得石油的粘度8.5ºE，如石油的密度ρ=850 kg/m3，求石油的动力粘度ºE。（）
解：待测液体在给定温度下的运动粘度与测得的恩氏度的关系：
0.0731E 0.0631/E, cm/s
o
o
2
0.0731 8.5 0.0631/8.5 0.6139
cm
2
/S
0.6139 10
4
850 0.05218
Pa
流体力学
第一章
1. 汽缸内壁的直径D=12cm，活塞的直径d=11.96cm，活塞长度L=14cm，活塞往复运动的速度为1m/s，润滑油的μ =0.1Pa·s。求作用在活塞上的粘性力。
解：由于内外壁的间隙很小，速度分布认为是线性的，由牛顿内摩擦定律，得，
F??Adu?u1.0????dL??0.1?3.14?0.1196?0.14??26.29N
D?d0.12?0.1196dy222.旋转圆筒粘度计，外筒固定，内筒转速n=10r/min。内外筒间充入实验液体。内筒r1=1.93cm，
外筒 r2=2cm，内筒高h=7cm，转轴上扭距M=0.0045N·m。求该实验液体的粘度。
解：实验液体与内筒接触面上速度为：
v?2?r1n2?3.14?0.0193?10??0.0202m/s 6060MM0.0045N?m???27.48Pa Ar12?r1hr12?3.14?0.07?0.01932m3内筒外表面上的切应力为：
??因内外筒间隙很小，速度分布认为近似线性分布，则根据牛顿内摩擦定律，
??
?du/dy??v/(r2?r1)?27.48?(0.02?0.0193)?0.95Pa?s
0.02023.已知水的体积弹性模量为K=2х109P
流体力学
学习中心： 院校学号： 姓名
东 北 大 学 继 续 教 育 学 院
流体力学 试 卷（作业考核 线下） B 卷（共 4 页）
总分 题号 得分 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十
一、判断题（20分）
1) 流体质点只有质量没有大小。（×） 2) 温度升高液体的表面张力系数增大。（×） 3) 液滴内的压强比大气压小。（×） 4) 声音传播过程是一个等熵过程。（√）
5) 马赫线是超音速流动中被扰动和未扰动区域的分界线。（√） 6) 一般情况下当马赫数小于2/3时可以忽略气体的压缩性（×） 7) 超音速气流在收缩管道中作加速运动。（×） 8) 定常流动中，流体运动的加速度为零。（×） 9) 气体的粘性随温度的升高而增大。（√）
10) 牛顿流体的粘性切应力与速度梯度，即角变形速率成正比。（√） 11) 理想流体定常流动，流线与迹线重合。（×）
12) 应用总流伯努利方程解题时，两个断面间一定是缓变流，方程才成立。（×） 13) 雷诺数是表征重力与惯性力的比值。（×）
14) 静止的流体
流体力学
流体力学基础复习大纲 第1章 绪论
一、概念
1、 什么是流体？
在任何微小剪切力持续作用下连续变形的物质叫做流体（易流动性是命名的由
来）
流体质点的物理含义和尺寸限制？
宏观尺寸非常小，微观尺寸非常大的任意一个物理实体 宏观体积极限为零，微观体积大于流体分子尺寸的数量级 什么是连续介质模型？连续介质模型的适用条件；
假设组成流体的最小物质是流体质点，流体是由无限多个流体质点连绵不断组
成，质点之间不存在间隙。
分子平均自由程远远小于流动问题特征尺寸 2、 可压缩性的定义；
作用在一定量的流体上的压强增加时，体积减小
体积弹性模量的定义、与流体可压缩性之间的关系及公式； Ev=-dp/(dV/V) 压强的改变量和体积的相对改变量之比 Ev=1/Κt 体积弹性模量越大，流体可压缩性越小 气体等温过程、等熵过程的体积弹性模量； 等温Ev=p
等嫡Ev=kp k=Cp/Cv
不可压缩流体的定义及体积弹性模量；
作用在一定量的流体上的压强增加时，体积不变 Ev=dp/(dρ/ρ) （低速流动气体不可压缩） 3、 流体粘性的定义； 流体抵抗剪切变形的一种属性
动力粘性系数、运动粘性系数的定义、公式；
动力粘度：μ，单位速度梯度下的切应力 μ=τ/
流体力学
第二章流体静力学
1.等压面平衡流体中压强相等的点所组成的面（平面或曲面）称为等压面。 2.等压面性质：1.等压面即是等势面：U ＝C；2.等压面与质量力矢量垂直；3.两种不相混
的平衡液体的分界面必然是等压面。
3.能量形式的静力学基本方程p???gz?C?或z?p?C不可压缩流体 ?g的静力学基本方程（能量形式），对静止容器内的液体中的1,2两点有：
z1?p1p?z2?2?C ?g?gp---压强势能，简称压?g4.静力学基本方程的物理意义z---位置势能，简称位能，
能，z?p---总势能流体静力学基本方程的能量意义是：在重力作用下平衡流?g体中各点的单位重量流体所具有的总势能（包括位能和压能）是相等的，即势能守恒。
p5.静力学基本方程的几何意义z---流体距基准面的位置高度，称为位置水头，?g---流体在压强p 作用下沿测压管上升的高度，称为压强水头，z?p---静压水?g头（或静力水头）。流体静力学基本方程的几何意义是：在重力作用下同一平衡流体中各点的静力水头为一常数，相应的静力水头线为一水平线。 第三章流体动力学基础
1.恒定流一切和流体力学有关的物理量均与时间t 无关的流动。
2.非恒定流和流体力学有关的物理量只要有任何一个随时
流体力学答案解析
流体力学答案
流体力学课后答案 分析答案 解答
BP1.1.1 根据阿佛迦德罗定律，在标准状态下（T = 273°K，p = 1.013×105 Pa）一摩尔空气（28.96ɡ）含有6.022×10 23个分子。在地球表面上70 km高空测量得空气密度为8.75×10 -5㎏/m3。 试估算此处 10 3μm3体积的空气中，含多少分子数n (一般认为n <106 时，连续介质假设不再成立)
答： n = 1.82×10 3
提示：计算每个空气分子的质量和103μm3体积空气的质量 解： 每个空气分子的质量为 m?28.96g?4.81?10?23g 236.022?10 设70 km处103μm3体积空气的质量为M
M?(8.75?10?5kg/m3)(103?10?18m3)?8.75?10?20g
M8.75?10?20g3 n? ??1.82?10?23m4.81?10g说明在离地面70 km高空的稀薄大气中连续介质假设不再成立。
BP1.3.1 两无限大平行平板，保持两板的间距δ= 0.2 mm。板间充满锭子油，粘度为μ= 0.01Pa?s，密度为ρ= 800 kg / m3。若下板固定，上板以u = 0.5 m / s的速度滑移