工程流体力学袁恩熙课后题答案

第一章

1-1.

流体及其主要物理性质

轻柴油在温度15oC时相对密度为0.83，求它的密度和重度。

解：4oC时 ?水?1000kg/m3?水?9800N/m3 相对密度：d?????水?水3 所以，

1-2.

??0.83?水?0.83?1000?830kg/m3??0.83?水?0.83?9800?8134N/m?1000kg/m3 ???g

甘油在温度0oC时密度为1.26g/cm3，求以国际单位表示的密度和重度。

3 解：1g/cm 1-3.

??1.26g/cm3?1260kg/m3????g?1260?9.8?12348N/m3

水的体积弹性系数为1.96×109N/m2，问压强改变多少时，它的体积相对压缩1％？

解：E?1?p(Pa)?p??dVV dp 1-4.

?p??VV?p3

??VE?0.01E?1.96?107Pa?19.6MPa V5

2

3

容积4m的水，温度不变，当压强增加10N/m时容积减少1000cm，求该水的体积压缩系数βp和体积弹性系数E。

解：?p?1000?10?6?VV4?????2.5?10?9Pa?1 5?p10E?1-5.

1?p?1?4?108Pa ?92

第一章

1-1.

流体及其主要物理性质

轻柴油在温度15oC时相对密度为0.83，求它的密度和重度。

?水?1000kg/m3?水解：4oC时

相对密度：d???水33???水

?9800N/m3所以，

1-2.

??0.83?水?0.83?1000?830kg/m??0.83?水?0.83?9800?8134N/m

甘油在温度0oC时密度为1.26g/cm3，求以国际单位表示的密度和重度。

3 解：1g/cm?1000kg/m ???g

33 ??1.26g/cm1-3.

1?1260kg/m????g?1260?9.8?12348N/m

dVVdp733水的体积弹性系数为1.96×109N/m2，问压强改变多少时，它的体积相对压缩1％？

解：E??(Pa)?p??

p ?p?1-4.

?VV?p??VVE?0.01E?1.96?10Pa?19.6MPa

容积4m3的水，温度不变，当压强增加105N/m2时容积减少1000cm3，求该水的体积压缩系数βp和体积弹性系数E。

?1000?10?6 解：?p??1?VV?p???14510?9?2.5?108?9Pa?1

E??p2.5?10?4?10Pa

流体力学第三章作业

3.1一直流场的速度分布为：

U=(4x2+2y+xy)i+(3x-y3+z)j

(1) 求点（2,2,3）的加速度。 (2) 是几维流动？

(3) 是稳定流动还是非稳定流动？ 解：依题意可知，

Vx=4x2+2y+xy ,Vy=3x-y3+z ,Vz=0

?ax=

?V?V?V?Vx+ vxx+vyx+vzx ?t?X?Y?Z=0+(4x2+2y+xy)(8x+y)+(3x-y3+z)(2+x)

=32x3+16xy+8x2y+4x2y+2y2+x y2+6x-2 y3+2z+3 x2-x y3+xz 同理可求得，

ay=12 x2+6y+3xy-9x y2+3 y5-3 y2z az=0

代入数据得， ax= 436,ay=60, az=0

?a=436i+60j

(2)z轴方向无分量，所以该速度为二维流动

(3)速度，加速度都与时间变化无关，所以是稳定流动。

3.2 已知流场的速度分布为：

??x2yi?3yj?2z2k

（1）求点（3，1，2）的加速度。

（2）是几维流动？

解：（1）由

ax??ux?t?u?uxx?x?u?uxy?y?u?uxz?z

ay?az??uy?t?uz?t?ux?u?u

第一章 流体及其主要物理性质

1-1.

轻柴油在温度15oC时相对密度为0.83，求它的密度和重度。

解：4oC时

?水?1000kg/m3?水?9800N/m3 相对密度：d???? ?水?水所以，

1-2.

??0.83?水?0.83?1000?830kg/m3??0.83?水?0.83?9800?8134N/m3

甘油在温度0oC时密度为1.26g/cm3，求以国际单位表示的密度和重度。

kg/m3 ???g 解：1g/cm3?1000 ??1.26g/cm3?126kg0/m3????g?126?09.8?1234N8/m3 1-3.

水的体积弹性系数为1.96×109N/m2，问压强改变多少时，它的体积相对压缩1％？

解：E?1?p(Pa)?p??dVV dp ?p?1-4.

?VV?p??V E?0.01E?1.96?107Pa?19.6MPaV容积4m3的水，温度不变，当压强增加105N/m2时容积减少1000cm3，求该水的体积压缩系数βp和体积弹性系数E。

?1000?10?6?VV4???2.5?10?9Pa?1 解：?p??5?p10E?1-5.

1?p?1?4?108Pa ?92

工程流体力学练习题

第一章

1-1解：设：柴油的密度为ρ，重度为γ；40C水的密度为ρ0，重度为γ0。则在同一地点的相对密度和比重为：

d???0，c???0

3??d??0?0.83?1000?830kg/m

3??c??0?0.83?1000?9.8?8134N/m

1-2解：??1.26?10?106?3?1260kg/m3

3???g?1260?9.8?12348N/m?V?V

?1-3解：

p???V962VV??p????Ep?0.01?1.96?10?19.6?10N/m ?p?pV?V1000?104510?61-4解：?p??V??p?2.5?10?9m/N2

Ep?1?p?12.5?10?9?0.4?10N/m92

1-5解：1）求体积膨涨量和桶内压强

受温度增加的影响，200升汽油的体积膨涨量为：

?VT??TV0?T?0.0006?200?20?2.4?l?

由于容器封闭，体积不变，从而因体积膨涨量使容器内压强升高，体积压缩量等于体积膨涨量。故：

?VT?p??V0??VT?VTV0??VT2.4200?2.4462?p??Ep??14000?9.8?10?16.27?10N/m

2）在保证液面压强增量0.18个大气压下

第一章 流体及其主要物理性质

1-1.

轻柴油在温度15oC时相对密度为0.83，求它的密度和重度。

解：4oC时

?水?1000kg/m3?水?9800N/m3 相对密度：d???? ?水?水所以，1-2.

??0.83?水?0.83?1000?830kg/m3??0.83?水?0.83?9800?8134N/m3

甘油在温度0oC时密度为1.26g/cm3，求以国际单位表示的密度和重度。

解：1g/cm3?1000kg/m3 ???g 8/m3 ??1.26g/cm3?1260kg/m3????g?1260?9.8?1234N1-3.

水的体积弹性系数为1.96×109N/m2，问压强改变多少时，它的体积相对压缩1％？

1dVV dp 解：E??p(Pa)??p?? ?p?1-4.

?VV?p?VE?0.01E?1.96?107Pa?19.6MPa V容积4m3的水，温度不变，当压强增加105N/m2时容积减少1000cm3，求该水的体积压缩系数βp和体积弹性系数E。

?1000?10?6?VV?9?14???2.5?10Pa 解：?p?? 5?p10E?1?p?1?4?108Pa ?92.5?10

我2014年考的研,这些资料是从淘宝网上花大价钱买来的(坑爹啊),真题不是很清楚,只有一部分写有答案,你也别想找更清楚的了,网上卖的都是这个样子。我觉得这些资料还是共享的好,不能用来卖,让大家共享,好好学习,将来为中国造船做出贡献。

1-1 连续介质的条件

物理上就是不考虑流体分子结构，把流体看成是一种在一定范围内均匀、密实而连续分布的介质，或者说流体是由连续分布的流体质点组成。适用条件是所研究问题的特征尺度L远远大于流体分子的平均自由程。

1-2 （1）不成立。人造地球卫星的特征尺度与分子自由行程可比拟。 （2）成立。地球半径远大于分子自由行程。

1-3 （1）粘性流体静止时没有切应力。（2）理想流体的前提是 0，无切应力。（3）不是。粘性是流体的固有属性，前提无论是静止还是运动，粘性都客观存在。 1-4 （1）风洞：10时， 14.1 910ms

6

2

1

，Re UL/ 5.639 10,40时

6

17.1 10 6m2s 1,Re UL/ 4.678 106.

(2)水池：10时 13.1 10ms,Re UL/ 6.106 10，

6

2

1

6

40时， 0.66 10 6m2s 1,Re UL/ 1.21 106

1-5

水 水

1-2 一盛水封闭容器从空中自由下落，则器内水体质点所受单位质量力等于多少 解：受到的质量力有两个，一个是重力，一个是惯性力。 重力方向竖直向下，大小为mg；惯性力方向和重力加速度方向相反为竖直向上，大小为mg，其合力为0，受到的单位质量力为0

1-5 如图，在相距δ＝40mm的两平行平板间充满动力粘度μ＝0.7Pa·s的液体，液体中有一长为a＝60mm的薄平板以u＝15m/s的速度水平向右移动。假定平板运动引起液体流动的速度分布是线性分布。当h＝10mm时，求薄平板单位宽度上受到的阻力。

解：平板受到上下两侧黏滞切力T1和T2作用，由T??Adu可得 dy T?T1?T2??A反）

UU1515????A?0.7?0.06?????84N（方向与u相

??hh0.04?0.010.01??1-9 某圆锥体绕竖直中心轴以角速度ω＝15rad/s等速旋转，该锥体与固定的外锥体之

间的间隙δ＝1mm，其间充满动力粘度μ＝0.1Pa·s的润滑油，若锥体顶部直径d＝0.6m，锥体的高度H＝0.5m，求所需的旋转力矩M。

题1-9图

解：取微元

第一章 流体及其主要物理性质

1-1 轻柴油在温度15oC时相对密度为0.83，求它的密度和重度。

1-2 甘油在温度0oC时密度为1.26g/cm3，求以国际单位表示的密度和重度。 1-3 水的体积弹性系数为1.96×109N/m2，问压强改变多少时，它的体积相对压缩1％？

1-4 容积4m3的水，温度不变，当压强增加105N/m2时容积减少1000cm3，求该水的体积压缩系数βp和体积弹性系数E。

1-5 用200L汽油桶装相对密度为0.70的汽油，罐装时液面上压强为1个大气压，封闭后由于温度变化升高了20oC，此时汽油的蒸气压为0.18大气压。若汽油的膨胀系数为0.0006oC－1，弹性系数为14000kg/cm2。试计算由于压力及温度变化所增减的体积？问灌桶时每桶最多不超过多少公斤为宜？ 1-6 石油相对密度0.9，粘度28cP，求运动粘度为多少m2/s?

1-7 相对密度0.89的石油，温度20oC时的运动粘度为40cSt，求动力粘度为多少？

1-8 图示一平板在油面上作水平运动，已知运动速度u=1m/s，板与固定边界的距离δ=1mm，油的动力粘度μ＝1.147Pa·s，由平板所带动的油层的运动速度呈直线分布，求作用在平板单

第一章 流体及其主要物理性质

1-1 轻柴油在温度15oC时相对密度为0.83，求它的密度和重度。

1-2 甘油在温度0oC时密度为1.26g/cm3，求以国际单位表示的密度和重度。 1-3 水的体积弹性系数为1.96×109N/m2，问压强改变多少时，它的体积相对压缩1％？

1-4 容积4m3的水，温度不变，当压强增加105N/m2时容积减少1000cm3，求该水的体积压缩系数βp和体积弹性系数E。

1-5 用200L汽油桶装相对密度为0.70的汽油，罐装时液面上压强为1个大气压，封闭后由于温度变化升高了20oC，此时汽油的蒸气压为0.18大气压。若汽油的膨胀系数为0.0006oC－1，弹性系数为14000kg/cm2。试计算由于压力及温度变化所增减的体积？问灌桶时每桶最多不超过多少公斤为宜？ 1-6 石油相对密度0.9，粘度28cP，求运动粘度为多少m2/s?

1-7 相对密度0.89的石油，温度20oC时的运动粘度为40cSt，求动力粘度为多少？

1-8 图示一平板在油面上作水平运动，已知运动速度u=1m/s，板与固定边界的距离δ=1mm，油的动力粘度μ＝1.147Pa·s，由平板所带动的油层的运动速度呈直线分布，求作用在平板单