长沙理工大学工程流体力学课后答案

工程流体力学

第一章

思考题

1、为什么要引进连续介质的假设？为什么可以把液体当作连续介质？ 2、非均质液体的密度应该如何表示？

3、流体粘度与哪些因素有关？它们随温度是如何变化的？对流体有何影响？

4、为什么水通常被视为不可压缩流体？什么情况下要考虑液体的可压缩性和表面张力特性？ 5、液体内摩擦力的大小与哪些因素有关？牛顿内摩擦定律的适用条件有哪些？

6、图为管道过水断面水流流速分布图，从其对应部位取出水体A，试标出水体A顶面和底面切应力的方向。

思考题6图

7、为什么要引入理想液体的概念？它与实际液体有什么区别？

8、单位质量力怎样定义的？静止液体和作自由落体运动的液体所受的单位质量力分别为多少？

习 题

1.1容器中盛有静止液体，此时液体所受到的单位质量力为多少？

1.2假设水的体积弹性系数K?2.2?106KPa，欲使其体积减小0.4%，问需要增加多大的压强？ 1.3当压强的增量为50KN/m2，某种液体的密度增长0.02%，试求该液体的体积模量。

1.4平板面积为50?50cm2,厚度为 1.0cm，质量 m=5kg，沿着涂有厚度?=1.0mm油的斜面向下作等速运动， 其速度u=1.0m/s,带动油层的运动速度呈直线分布,油

流体力学题库

一． 填空题

1. 根据流体的组成分为均质流体和非均质流体。 2. 流体静力学基本方程为z?p?C或p?p0??g(z?z0)。 ?g3. 两种描述流体运动的方法是拉格朗日法和欧拉法。 4. 流体运动的基本形式有平移、旋转和变形。 5. 对于不可压缩流体，连续性方程的表达式为

?ux?uy?uz???0(或??u?0)。 ?x?y?z6. 粘性流动中存在两种不同的流动型态是层流和湍流(紊流)。

7. 无旋流动是指旋度为零的流动。

8. 边界层分离是指边界层流动脱离物体表面的现象。

9. 恒定的不可压缩流体的一维流动，用平均速度表示的连续性方程为v2A2?v1A1?0(或

v1A1?v2A2)。

10. 水头损失hw包括沿程水头损失和局部水头损失。

11. 流体根据压缩性可分为不可压缩流体流体和可压缩流体流体。 。 12.从运动学的角度来判断流动能否发生的条件是看其是否满足连续性方程. 13.在边界层的厚度定义中，通常将ux?0.99U处的

y值定义为名义厚度。

14. 连续性方程是依据质量守恒导出的，对于恒定流动而言，其积分形式的连续性方程为

??CS?u?dA?0(或?CS流入?undA??CS流出?

工程流体力学试题1

（本试题的答案必须全部写在答题纸上，写在试题及草稿纸上无效）

说明：

1） 考生允许携带计算器； 2） 重力加速度g=9.81m/s2； 3） 水的密度为1000kg/m3； 4） 空气的密度为1.25kg/m3； 5） 空气的绝热指数k=1.40；

6） 空气的气体常数R＝287J/（Kg.K）； 7） π取3.1416

一、是非题（每题4分，共40分。正确的打√，错误的打×，答错不扣分）

1、温度升高时，水的表面张力减小。（ ） 2、温度升高时，空气的粘度减小。（ ）

3、对于可压缩的流体，在定常流动时流线与迹线是重合的。（ ） 4、在理想不可压缩流体的空间流动中，如果流动是无旋的，则流场中任一封闭曲线的速度环量都等于零。（ ）

5、在相同位置湍流边界层内的壁面切应力比层流的小。（ ） 6、在激波两侧，上游气流相对激波一定是超音速的。（ ） 7、伯努力方程适用于可压缩流体。（ ）

8、雷诺数表征了流体运动的惯性力与粘性力之比值。（ ） 9、激波的压缩是绝热、等熵的过程。（ ）

10、流体力学中用欧拉法研究每个质点的轨迹。（ ）

二、填空题（每题5分，共50分）

1、两块平板平行相对运动，中间充满了液体。它们之间的

液体力学15参考答案

一、简答题

1、真空度 真空度是绝对压强不足一个大气压强的不足部分。其值不能为负。 2、迹线：就是流体质点的运动轨迹。

3、理想流体:不考虑流体的粘性，并忽略其可压缩性的流体。 4、过流断面：垂直于流束的断面称为过流断面。 5、孔口：

6、水力半径：过流断面积除以湿周称为水力半径；水力半径的4倍称为水力直径。

7、表面力：表面力作用于流体表面或内部界面，是通过与表面或内部界面的直接接触而实现，

8、水力长管：流动中局部损失与沿程损失相比较而可以忽略不计时，称为水力长管。 9、并联管路基本特征：

10：量纲和谐原理：一个完整、正确的物理方程式中的每一项应具有相同的量纲。

二、解：与管壁接触的一很薄流层，其内流动符合层流特点，称层流边界，厚度

??32.8?Re,当?小于粗糙凸起为水力光滑管，大于粗糙凸起为水力粗糙管。

三．答案

当管嘴外伸长度L大于管嘴内径d的3倍以上时

P1(L?3d)称厚壁孔，其流量的研究方法于薄壁小孔时是相

1H1同的（参看图6-19）。以管嘴轴线为基准，对断面（1－1）和（2－2）列Bernulli方程：

p1?u122Lcc?2g?p2??u222g??h （3分）

L02?h由三部分组成：(

马格努斯效应:当个旋一转体物旋的转角度矢速与物体飞行量度速量 不矢重合时，在旋转角速与矢量度和平动度矢速组成的量平面相 垂的直方上向产生一将横个向力。在这个横向力的作下 用物体行轨飞发生偏迹的转象称作马格现努效斯应 在。8521德年物理国家海因里学· 马格希努斯(eiHricn Mhgnuas描)了述种这应效。而早在然1627艾萨克· 年牛 (I顿saacNe wton)观在了看桥剑院学Ca(mbrdge cilloee)网 g球选手的比赛描后和述确正推断了这现种象的由。原1在47 年2国的一位枪炮英程工本杰师明· 宾罗斯Ben(jami Rnobis) 解释n在马格努了斯应中步效弹枪(mu丸kets allb)s动运轨 迹的差。偏

弧旋球

释解:转旋体之所物能以横向产在力的生用，作由于是物体旋转可以动带 周围流旋体，转物体旋转向方与流气向相同的方一，侧流体度增加速 另，侧流体一速度减。小 据根努伯利定理，流速度增加体导将压强致小，流减速体减小将度 致导强增加压，样这导就致转旋物体横向的压力差在，并成横形向力。同 由于横时力与向体物运动方相向直，垂此因个这力主改要变行飞度 方向，速形成即物体运动中的向力心因而，致物导

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长沙理工大学考试试卷

试卷编号 A2 拟题教研室（或老师）签名 周德泉 教研室主任签名

----------------------------------密------------------------------封--------------------------线------------------------------------

课程名称（含档次） 《工程地质 》 课程代号 000182

专 业 土木工程 专业层次（本、专） 本 考试方式（开、闭卷） 闭卷

一、 名词解释（每小题2分，共12分）

（1）工程地质问题： （2）解理： （3）岩石的构造： （4）断层： （5）承压水： （6）地层层序律：

二、 填空题（每空0.5分，共12分）

（1）外力地质作用主要包括有 、 、 、 和

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长沙理工大学标准答案

课程名称： 《工程地质 》-A2 试卷编号： 2 一、名词解释（每小题2分，共12分）

（1）工程地质问题：指已有的工程地质条件在工程建筑和运行期间会产生一些新的变化和发展，构成威胁影响工程建筑安全的地质问题

（2）解理：矿物受外力作用时，能沿一定的方向破裂成平面的性质；它通常平行于晶体结构中相邻质点间联接力弱的方向发生。

（3）岩石的构造：是指岩石中矿物集合体之间或矿物集合体与岩石其他组成部分之间的排列和充填方式。

（4）断层：岩石受力后，发生破裂，沿破裂面两侧岩块有明显位移时，这种断裂构造就称为断层。

（5）承压水：是指充填于两个稳定的隔水层之间的重力水。

（6）地层层序律：是确定地层相对年代的基本方法，指未经构造运动改造的层状岩石大多是水平岩层，且每一层都比它下伏的相邻层新，而比上覆的相邻层老，为下老上新。

二、填空题（每空0.5分，共12分）

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长沙理工大学考试试卷

试卷编号 A2 拟题教研室（或老师）签名 周德泉 教研室主任签名

----------------------------------密------------------------------封--------------------------线------------------------------------

课程名称（含档次） 《工程地质 》 课程代号 000182

专 业 土木工程 专业层次（本、专） 本 考试方式（开、闭卷） 闭卷

一、 名词解释（每小题2分，共12分）

（1）工程地质问题： （2）解理： （3）岩石的构造： （4）断层： （5）承压水： （6）地层层序律：

二、 填空题（每空0.5分，共12分）

（1）外力地质作用主要包括有 、 、 、 和

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