流体力学大作业答案

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?

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

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

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

工程流体力学基础作业

1-9 已知椎体高为H，锥顶角为2?，锥体与锥腔之间的间隙为?，间隙内润滑油的动力黏度为?，锥体在锥腔内以?的角速度旋转，试求旋转所需力矩M的表达式。

解：以锥顶为原点，建立向上的坐标z

???v?

v?r??z?tan?

2?r2M???dz0cos?22H2?ztan?z?tan????dz0cos?? 3H2???tan??z3dz?0?cos??tan3?H4?2???cos?4H

1-10 已知动力润滑轴承内轴的直径D?0.2m，轴承宽度b?0.3m，间隙

??0.8mm，间隙内润滑油的动力黏度??0.245Pa·s，消耗的功率P?50.7kW，试求轴的转速n为多少？

DDD?D?D3b???Db??? 解：力矩 T?F??A??222?24?角速度 ??P4?1 ?PT?D3b????P4?

?D3b?转速 n?60604???P3?2830r/min 2?2??Db?

2-10 如果两容器的压强差很大，超过一个U形管的测压计的量程，此时可以将两个或两个以上的U形管串联起来进行测量。若已知h1?60cm，h2?51cm，油的密度?1?830kg/m3，水银的密度?2?1

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

工程流体力学基础作业

1-9 已知椎体高为H，锥顶角为2?，锥体与锥腔之间的间隙为?，间隙内润滑油的动力黏度为?，锥体在锥腔内以?的角速度旋转，试求旋转所需力矩M的表达式。

解：以锥顶为原点，建立向上的坐标z

???v?

v?r??z?tan?

2?r2M???dz0cos?22H2?ztan?z?tan????dz0cos?? 3H2???tan??z3dz?0?cos??tan3?H4?2???cos?4H

1-10 已知动力润滑轴承内轴的直径D?0.2m，轴承宽度b?0.3m，间隙

??0.8mm，间隙内润滑油的动力黏度??0.245Pa·s，消耗的功率P?50.7kW，

试求轴的转速n为多少？

DDD?D?D3b???Db??? 解：力矩 T?F??A??222?24?角速度 ??P4?1?P T?D3b????P4?

?D3b?60604???P3?2830r/min 2?2??Db?转速 n?

2-10 如果两容器的压强差很大，超过一个U形管的测压计的量程，此时可

h2?51cm，以将两个或两个以上的U形管串联起来进行测量。若已知h1?60cm，

油的密度?1?830kg/m3，水银的密度?2?1

庞森林

工程流体力学A第1次作业

四、主观题(共8道小题)

33. 简述流体的形态特征和力学特征。

形态特征：流体随容器而方圆，没有固定的形状。

力学特征：流体主要承受压力，静止流体不能承受拉力和剪力。

34. 一封闭水箱如图所示，已知金属测压计读数Pa，金属测压计中心和容器内液和相对压强

。

面分别比A点高0.5m和1.5m，试求液面的绝对压强

解：

由

得水箱液面的相对压强

绝对压强

或93.1kPa

，试求A点的真

35. 如图所示为测量容器中A点压强的真空计。已知

空压强及真空度。

解：

真空计的测压管中压缩空气内压强变化可忽略不计。由题意

- 1 -

庞森林

得A点真空压强

及真空度

36. 如图所示绕铰链C 转动的自动开启式矩形平板闸门。已知闸门倾角为

，宽度为

，闸门两侧水深分别为

闸门下端B的距离x。

和，为避免闸门自动开启，试求转轴C至

解：为避免闸门自动打开，由理论力学知必有关系

式中

故

37. 利用检查井作闭水试验检验管径

的市政排水管道施工质量。已知排水管堵头形心高程为256.34m，检查井中水面高程为259.04m，试求堵头所受的静水总压力大小。

解：排水管堵头形心处的相对