中国农业大学工程流体力学考试题

工程流体力学 试题（A ）卷（闭卷）

2009--2010学年第 一 学期

学号： 姓名：

一 单项选择题（本大题共15小题，每小题1分，共15分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。

1．土建工程施工中的新拌混凝土属于（ ）

A、牛顿流体 B、非牛顿流体 C、理想流体 D、无黏流体

2．牛顿内摩擦定律 du中的 为流体的（ ） dy

A、动力黏度 B、运动黏度 C、剪切变形 D、拉伸变形

3．重力作用下的流体静压强微分方程为dp （ ）

A、 dz B、 gdz C、 dz D、0

4．金属压力表的读数为（ ）

A、绝对压强p B、相对压强p C、真空压强pv D、当地大气压pa

5．平衡流体的切应力 （ ）。 A 0 B dudu2du22du2 C l() D + l() dydydydy

6．理想流体的切应力 （ ）。 A 0 B dudu2du22

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

中国石油大学工程流体力学试题集

简答题

1. 水击现象及产生的原因

2. 雷诺数、富劳得数、欧拉数的物理意义 3. 什么是流线、迹线，其主要区别 4. 压力管路的主要特点 5. 什么是压力体

6. 流体静压力的两个重要特性 7. 串联、并联管路的主要特点

8. 系统、控制体（系统和控制体的异同点） 9. 气体和液体粘度随温度变化有何不同 10. 欧拉平衡关系式及其适用条件 11. 质量力、表面力的作用面及大小

12. 研究流体运动的两种方法及其它们的主要区别

解答题

13. 矩形闸门AB可绕其顶端的A轴旋转，由固定在闸门上的一个重物来保持闸门的关闭。

已知闸门宽120cm，长90cm，整个闸门和重物共重1000kg，重心在G点处，G点与A

点的水平距离为30cm，闸 门与水平面的夹角??60，求水深为多少时闸门刚好打开?

?

14. 设流场的速度分布为

u?4t-2y2x, v?

x2?y2x2?y21,y?1点上流体质点的加速度。 试确定（1）流场的当地加速度；（2）t＝0时，在x＝15. 高速水流在浅水明渠中流动，当遇到障碍物时会发生水跃现象，其水位将急剧上升（如

图中(a)所示），其简化模型如图(b)所示。设水跃前后流速在

南京工业大学 工程流体力学 试题（A）卷（闭）

2010--2011 学年第 二 学期 使用班级 安全0901-03 班级 学号 姓名

1、一根直径为d1 = 0.1m的水管垂直放置，在上方转90°弯后立即收缩成直径为d 2 = 0.05m

喷口，水从此喷入大气中。设喷口水流速度为v2 =20m/s，忽略一切损失，试计算低于喷口h = 4 m处水管截面上的压强p1。

2p1v12p2v2?z1???z2??2g?2gv1d1?v2d2p1102202??4?解：v1?0.1?20?0.05 98072?9.8072?9.087v1?10m/sp1?3.78?105Pa 2、图示为一连接于压力容器的带法兰的收缩出流管嘴。设容器内压力表读数为 p = 106Pa，H = 3m，管嘴大小口直径 D = 5cm，d = 1cm。试求管嘴上螺钉群所受到的总拉力 F。

v1D?v2d 解：连续性方程：v1?5?v2?1

v2?5v1p1?p??H静力学基本方程p1?106?9807?3

?10.3?105p12v12v2???

南京工业大学 工程流体力学 试题（A）卷（闭）

2010--2011 学年第 二 学期 使用班级 安全0901-03 班级 学号 姓名

1、一根直径为d1 = 0.1m的水管垂直放置，在上方转90°弯后立即收缩成直径为d 2 = 0.05m

喷口，水从此喷入大气中。设喷口水流速度为v2 =20m/s，忽略一切损失，试计算低于喷口h = 4 m处水管截面上的压强p1。

2p1v12p2v2?z1???z2??2g?2gv1d1?v2d2p1102202??4?解：v1?0.1?20?0.05 98072?9.8072?9.087v1?10m/sp1?3.78?105Pa 2、图示为一连接于压力容器的带法兰的收缩出流管嘴。设容器内压力表读数为 p = 106Pa，H = 3m，管嘴大小口直径 D = 5cm，d = 1cm。试求管嘴上螺钉群所受到的总拉力 F。

v1D?v2d 解：连续性方程：v1?5?v2?1

v2?5v1p1?p??H静力学基本方程p1?106?9807?3

?10.3?105p12v12v2???

《工程流体力学》※<学习目的和要求>

本课程的目的是通过各种教学环节，使学生掌握流体力学的基本知识、原理和计算方法，包括流体的基本性质，流体平衡及运动的基本规律，简单的管路计算。能运用基本理论分析和解决实际问题，并掌握基本的实验技能，为从事专业工作、科研和其他专业课的学习打好基础。

本课程要求学生首先具备较好的数学、物理和力学基础，需先修课程应包括高等数学、大学物理学、线性代数、工程力学等；其次，强调学生认真做好预习、听课、复习、作业四环节内容。

本课程教学过程中要求教师侧重于流体力学的基本知识、原理和计算方法讲解，同时还应注意结合实验和工程实际问题，进行流体力学分析问题、解决问题思维方式和能力的全面培养。做到：

1）认真备课

①熟悉教学大纲，再三研究教材，查阅资料，认真备课； ②了解学生的基本情况，便于因材施教。 2）教法多样、学法研究

为进一步提高教学水平，培养学生素质和能力，采取的措施：

①从教学方法上，从实际出发适当地采用课堂讨论、质疑、自学、“一比一教学法”、“单元教学法”等多种不同形式教学方法, 丰富了教学活动。

②从传授学法上，帮助学生知道如何学习，引导学生有效地使用教材和相应的参考书；指导学生听课要有针对性；教会

《工程流体力学》※<学习目的和要求>

本课程的目的是通过各种教学环节，使学生掌握流体力学的基本知识、原理和计算方法，包括流体的基本性质，流体平衡及运动的基本规律，简单的管路计算。能运用基本理论分析和解决实际问题，并掌握基本的实验技能，为从事专业工作、科研和其他专业课的学习打好基础。

本课程要求学生首先具备较好的数学、物理和力学基础，需先修课程应包括高等数学、大学物理学、线性代数、工程力学等；其次，强调学生认真做好预习、听课、复习、作业四环节内容。

本课程教学过程中要求教师侧重于流体力学的基本知识、原理和计算方法讲解，同时还应注意结合实验和工程实际问题，进行流体力学分析问题、解决问题思维方式和能力的全面培养。做到：

1）认真备课

①熟悉教学大纲，再三研究教材，查阅资料，认真备课； ②了解学生的基本情况，便于因材施教。 2）教法多样、学法研究

为进一步提高教学水平，培养学生素质和能力，采取的措施：

①从教学方法上，从实际出发适当地采用课堂讨论、质疑、自学、“一比一教学法”、“单元教学法”等多种不同形式教学方法, 丰富了教学活动。

②从传授学法上，帮助学生知道如何学习，引导学生有效地使用教材和相应的参考书；指导学生听课要有针对性；教会

《工程流体力学》※<学习目的和要求>

本课程的目的是通过各种教学环节，使学生掌握流体力学的基本知识、原理和计算方法，包括流体的基本性质，流体平衡及运动的基本规律，简单的管路计算。能运用基本理论分析和解决实际问题，并掌握基本的实验技能，为从事专业工作、科研和其他专业课的学习打好基础。

本课程要求学生首先具备较好的数学、物理和力学基础，需先修课程应包括高等数学、大学物理学、线性代数、工程力学等；其次，强调学生认真做好预习、听课、复习、作业四环节内容。

本课程教学过程中要求教师侧重于流体力学的基本知识、原理和计算方法讲解，同时还应注意结合实验和工程实际问题，进行流体力学分析问题、解决问题思维方式和能力的全面培养。做到：

1）认真备课

①熟悉教学大纲，再三研究教材，查阅资料，认真备课； ②了解学生的基本情况，便于因材施教。 2）教法多样、学法研究

为进一步提高教学水平，培养学生素质和能力，采取的措施：

①从教学方法上，从实际出发适当地采用课堂讨论、质疑、自学、“一比一教学法”、“单元教学法”等多种不同形式教学方法, 丰富了教学活动。

②从传授学法上，帮助学生知道如何学习，引导学生有效地使用教材和相应的参考书；指导学生听课要有针对性；教会

第一章 流体及其主要物理性质

例1：

已知油品的相对密度为0.85，求其重度。

3解：??0.85???0.85?9800N/m

例2：

当压强增加5×104Pa时，某种液体的密度增长0.02%，求该液体的弹性系数。 解：M??V?dM?Vd???dV?0

V???dVd? 11?1E???dp??5?104?2.5?108Pa?p?dV1d?0.02%Vdp

例3：

已知：A＝1200cm2，V＝0.5m/s

μ1＝0.142Pa.s，h1＝1.0mm μ2＝0.235Pa.s，h2＝1.4mm 求：平板上所受的内摩擦力F 绘制：平板间流体的流速分布图及应力分布图

解：（前提条件：牛顿流体、层流运

动）

V?u????11??h1??duu?0??2??2???h2 dy ??因为 τ1＝τ2 所以

?1V?uu??2h1h2V?u?4.6Nh1

?u??1h2V?0.23m/s?2h1??1h2

F??1A??第二章 流体静力学

例1：

如图，汽车上有一长方形水箱，高H＝1.2m，长L＝4m，水箱顶盖中心有一供加水用的通大气压孔，试计算当汽车以加速度为3m/s2向前行驶时，水箱底面上前后两点A、

1.粘性 流体抵抗变形的特性。2.流线 在流场中某一瞬时处处与流体速度方向一致的曲线。3.流量 单位时间通过某一截面流体的数量。4.速度环量 在流场中某一瞬时速度沿某一封闭曲线的积分。5.边界层 在固壁附近速度梯度很大的薄层区域。

二．简答题（20分每题10分）

1．简述定常不可压粘性流体有压管流中层流和紊流的基本规律。

层流 紊流 流动特征 分层 脉动 hf ∝v ∝v1.75～2.0 V(r) 二次曲线 对数曲线 Va/Vmax 0.5 0.79～0.86 τ τ1 τ1+τ2 2．画出无限空间自由淹没紊流射流结构图，并说明其几何、运动、动力特征。

答：几何特征：tanα＝3.4a、运动特征:各截面速度分布相似、动力特征：各截面动量相等。

三、选择与填空（30分）

1．两平板相距0.1mm，中间充满了粘度为μ=0.00114Pa/s的流体，上平板相对下平板的运动速度为3.5m/s，则平板表面的切应力为 39.9 Pa。（3分） 7．如图2所示，设H=3m，不计损失，则出口速度为 7.67 m/s。（2分） 8．两水管的有压流动相似，d1/d2=3，则v2/v1= 3 。（2分）

10．理想不可压流体作平面无旋流