计算流体力学大作业

一.选择题

1.牛顿内摩擦定律适用于（ ）。

A．任何流体 B．牛顿流体 C．非牛顿流体 2.液体不具有的性质是（ ）。

A．易流动性 B．压缩性 C．抗拉性 D．粘滞性 3连续介质假定认为流体（ ）连续。

A．在宏观上 B．在微观上 C．分子间 D．原子间 4.在国际单位制中流体力学基本量纲不包括（ ）。 A．时间 B．质量 C．长度 D．力 ．

5.在静水中取一六面体，作用在该六面体上的力有（ ）

A．切向力、正压力 B．正压力 C．正压力、重力 D．正压力、切向力、重力

6． 下述哪些力属于质量力 ( )

A．惯性力 B．粘性力 C．弹性力 D．表面张力 E．重力 7． 某点存在真空时，（ ）（ ）

A．该点的绝对压强为正值 B．该点的相对压强为正值 c.该点的绝对压强为负值 D．该点的相对压强为负值

8.流体静压强的（ ）。

A．方向与受压面有关 B．大小与受压面积有关 B．大小与受压面方位无关

9.流体静压强的全微分式为（ ）。 A． B． C．

10.压强单位为时，采用了哪种表示法（ ）。 A．应力单位 B．大气压倍数 C．液柱高度

11.密封容

“水流动力学基本原理的应用 ”大 作业

教师评语：

姓 名：学 号：专业班级：成 绩：

年月 日

1、对水流流向问题有如下一些说法：“水一定从高处向低处流”,“水一定从压强大的地方向压强小的地方流”，“水一定从流速大的地方向流速小的地方流”。这些说法是否正确？为什么？

p1?1?21p2?2?222、在写总流能量方程z1???z2???h? 时，过水断面上的计

?g2g?g2g算点、基准面、压强标准是否可以任意选取？为什么？

3、液流通过如图所示管道流入大气中，已知：U形测压管中水银柱高差?hHg?0.2m，

h1?0.72m水柱高，管径d1?0.1m，管嘴出口直径d2?0.05m，不计管中水头损失，试

求：管中流量Q。

1d11△hHG15mh1BA22d25mQ 324、如图所示为一水平面上的渐变弯管，已知：断面1-1处的压强p1?98?10N/m，流速?1?4m/s，管径d1?

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（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 #include #define N 36

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;kfabs(da)) { da=a[i][k]; ida=i; } } if(ida!=k) { for(j=k;j

b[k]=b[ida]; b[ida]=temp; } //转为上三角矩阵 for(i=k+1;i

一.选择题

1.牛顿内摩擦定律适用于（ ）。 A． 任何流体 B．牛顿流体 C．非牛顿流体 2.液体不具有的性质是（ ）。 A． 易流动性 B．压缩性 C．抗拉性 D．粘滞性

3.连续介质假定认为流体（ ）连续。 A． 在宏观上 B．在微观上 C．分子间 D．原子间 4.在国际单位制中流体力学基本量纲不包括（ ）。 A．时间 B．质量 C．长度 D．力．

5.在静水中取一六面体，作用在该六面体上的力有（ ） A．切向力、正压力 B．正压力 C．正压力、重力 D．正压力、切向力、重力

6．下述哪些力属于质量力 ( ) ( ) A．惯性力 B．粘性力 C．弹性力 D．表面张力 E．重力 7．某点存在真空时，（ ）（ ） A．该点的绝对压强为正值 B．该点的相对压强为正值 c.该点的绝对压强为负值 D．该点的相对压强为负值

8.流体静压强的（ ）。 A．方向与受压面有关 B．大小与受压面积有关 B． 大小与受压面方位无关 9.流体静压强的全微分式为（ ）。 A． B． C．

10.压强单位为 时，采用了哪种表示法（ ）。 A．应力单位 B．大气压倍数 C．液柱高度 11.密封容器内液

供热供燃气通风及空调专业《计算流体力学》结课作业

2012～2013学年第1学期

12级研究生《计算流体力学》结课作业

适用专业：供热供燃气通风及空调工程

一、结合某一具体学科，阐述纯理论方法、实验方法及数值方法在科学研究中的各自优缺点，在此基础上论述数值模拟方法的发展前景。（不少于4千字）。

流体力学是力学的一个重要分支, 是研究流体(液体和气体)的力学运动规律及其应用的学科, 主要研究在各种力的作用下，流体本身的静止状态和运动状态特征，以及流体和相邻固体界面有相对运动时的相互作用和流动规律。在人们的生活和生产活动中随时随地都可遇到流体，流体力学与人类的日常生活和生产事业密切相关。按其研究内容的侧重点不同，分为理论流体力学和工程流体力学。其中理论流体力学主要采用严密的数学推理方法，力求准确性和严密性，工程流体力学侧重于解决工程实际中出现的问题，而不追求数学上的严密性。当然由于流体力学研究的复杂性，在一定程度上，两种方法都必须借助于实验研究，得出经验或半经验的公式。

在实际工程的诸多领域流体力学都起着十分重要的作用。如气象、水利的研究，船舶、飞行器、叶轮机械和核电站的设计及其运行，可燃气体或炸药的爆炸，都广泛地用到流体力学知识。许多现代科学技术所关心的问

供热供燃气通风及空调专业《计算流体力学》结课作业

2012～2013学年第1学期

12级研究生《计算流体力学》结课作业

适用专业：供热供燃气通风及空调工程

一、结合某一具体学科，阐述纯理论方法、实验方法及数值方法在科学研究中的各自优缺点，在此基础上论述数值模拟方法的发展前景。（不少于4千字）。

流体力学是力学的一个重要分支, 是研究流体(液体和气体)的力学运动规律及其应用的学科, 主要研究在各种力的作用下，流体本身的静止状态和运动状态特征，以及流体和相邻固体界面有相对运动时的相互作用和流动规律。在人们的生活和生产活动中随时随地都可遇到流体，流体力学与人类的日常生活和生产事业密切相关。按其研究内容的侧重点不同，分为理论流体力学和工程流体力学。其中理论流体力学主要采用严密的数学推理方法，力求准确性和严密性，工程流体力学侧重于解决工程实际中出现的问题，而不追求数学上的严密性。当然由于流体力学研究的复杂性，在一定程度上，两种方法都必须借助于实验研究，得出经验或半经验的公式。

在实际工程的诸多领域流体力学都起着十分重要的作用。如气象、水利的研究，船舶、飞行器、叶轮机械和核电站的设计及其运行，可燃气体或炸药的爆炸，都广泛地用到流体力学知识。许多现代科学技术所关心的问

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

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