长沙理工大学流体力学期末试卷

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

一、单项选择题(本大题共l0小题，每小题2分，共20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.如题1图所示，一平板在油面上作水平运动。已知平板运动速度?=lm／s，平板与固定边界的距离为?=5mm，油的[动力]粘度?=0.1Pa·s，则作用在平板单位面积上的粘滞阻力为( ) A.10pa B.15Pa C.20Pa D.25Pa

2.渐变流是( )

A.流速随时间变化缓慢的流动 B.压强随距离变化较小的流动

C.流线的曲率半径和流线间的夹角很小的流动 D.流线近似于平行直线的流动

3.均匀流测压管水头线沿流程方向( ) A.沿程上升 B.沿程下降 C.可能上升、可能下降

D.保持水平

4.恒定流中质点的流动满足( ) A.迁移加速度为零 B.当地加速度为零 C.向心加速度为零

D.合加速度为零

5.紊流过渡区的沿程摩阻系数? ( ) A.只与雷诺数有关

B.只与相对粗糙度有关

C.只与绝对粗糙度有关

D.与相对粗糙度和雷诺数有关

6.下列明渠中不可能产生均匀流的底坡是( )

1

A.陡坡 B.缓坡 C.平坡

一、单项选择题(本大题共l0小题，每小题2分，共20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.如题1图所示，一平板在油面上作水平运动。已知平板运动速度?=lm／s，平板与固定边界的距离为?=5mm，油的[动力]粘度?=0.1Pa·s，则作用在平板单位面积上的粘滞阻力为( ) A.10pa B.15Pa C.20Pa D.25Pa

2.渐变流是( )

A.流速随时间变化缓慢的流动 B.压强随距离变化较小的流动

C.流线的曲率半径和流线间的夹角很小的流动 D.流线近似于平行直线的流动

3.均匀流测压管水头线沿流程方向( ) A.沿程上升 B.沿程下降 C.可能上升、可能下降

D.保持水平

4.恒定流中质点的流动满足( ) A.迁移加速度为零 B.当地加速度为零 C.向心加速度为零

D.合加速度为零

5.紊流过渡区的沿程摩阻系数? ( ) A.只与雷诺数有关

B.只与相对粗糙度有关

C.只与绝对粗糙度有关

D.与相对粗糙度和雷诺数有关

6.下列明渠中不可能产生均匀流的底坡是( )

1

A.陡坡 B.缓坡 C.平坡

液体力学11参考答案

一、简答题30分

1、粘性：物体运动时，其内部质点沿接触面相对运动，产生内摩擦力以抗阻流体变形的性质，就是流体的粘性。

2、质量力：质量力作用于流体的每个质点上，与受作用的流体质量成正比。

3、相对压强：又称表压，是以大气压为基准测得的液体的压强。

4、粘性：物体运动时，其内部质点沿接触面相对运动，产生内摩擦力以抗阻流体变形的性质，就是流体的粘性。

5、恒定流：如果流场空间任意一点所描述流体质点的运动参数仅仅是坐标的函数而与时间无关，则称为恒定流或定常流动。

或：流场中任一点的运动要素仅仅是坐标的函数而与时间无关，则称为定常流动。 6、雷诺数：雷诺数是由流速、管径、动力粘度和流体密度归结的一个无因次数，作为判别流动状态的准则。μ

ρvd =

Re 。

7、紊流：流体质点不仅在轴（横）向而且在纵向均有不规则脉动速度，流体质点杂乱交错的混沌流动现象，称为紊流。

8、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 9、管嘴：如果出流口的壁厚为L ，孔口直径为D ，当L 大于三倍的D 时，这样的出流口称管嘴。

10、孔口：如果出流口的壁厚为L ，孔口直径为D ，当L 大于三倍的D 时，这样的出流口称管嘴，否则称孔口。

二、实际流体伯

流体力学试卷17评分标准及参考答案

一、1. 错 改为～切应力大小与动力粘度和流速梯度成正比。

2. 错 改为～静压强不为零，粘性力为零。

3. 错 方向指向垂直受压面，任意点各方向压强相等。

4. 错 改为～过水断面各点平均流速相等。

5. 错 改为～层流λ只与Re 有关，阻力平方区λ只与Δ/d 有关。

二、1. 流场 运动要素不随便随时变化为定常流，随时变化为非定常流，流线近似为平行直线流称缓变流，否则为急变流。

2. 伯努利方程表示流体运动方程，机械能守恒，各项能量可以相互转换。Z —位置水头，比位能。γp —压强水头，比压能。g u 22

—速度水头，比动能。

3. 公式均用g v d l h f 22λ=，但两种流态λ的变化规律及计算不同，f h 随流速的变化规

律，层流是一次方，紊流为1.75～2次方。

三、1.解

F F d d p d p =--1.0)(42

2212211ππ (8分)

2

122212

14]4)(1.1[d d d p F p ππ-+= (4分)

22241.014.34]4

)03.01.0(14.31081.978481.1

液体力学11参考答案

一、简答题30分

1、粘性：物体运动时，其内部质点沿接触面相对运动，产生内摩擦力以抗阻流体变形的性质，就是流体的粘性。

2、质量力：质量力作用于流体的每个质点上，与受作用的流体质量成正比。

3、相对压强：又称表压，是以大气压为基准测得的液体的压强。

4、粘性：物体运动时，其内部质点沿接触面相对运动，产生内摩擦力以抗阻流体变形的性质，就是流体的粘性。

5、恒定流：如果流场空间任意一点所描述流体质点的运动参数仅仅是坐标的函数而与时间无关，则称为恒定流或定常流动。

或：流场中任一点的运动要素仅仅是坐标的函数而与时间无关，则称为定常流动。 6、雷诺数：雷诺数是由流速、管径、动力粘度和流体密度归结的一个无因次数，作为判别流动状态的准则。μ

ρvd =

Re 。

7、紊流：流体质点不仅在轴（横）向而且在纵向均有不规则脉动速度，流体质点杂乱交错的混沌流动现象，称为紊流。

8、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 9、管嘴：如果出流口的壁厚为L ，孔口直径为D ，当L 大于三倍的D 时，这样的出流口称管嘴。

10、孔口：如果出流口的壁厚为L ，孔口直径为D ，当L 大于三倍的D 时，这样的出流口称管嘴，否则称孔口。

二、实际流体伯

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

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?

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：(

一．名词解释（共10小题，每题3分，共30分）

粘滞性；量纲和谐；质量力；微元控制体； 稳态流动；动量损失厚度；水力当量直径；逆压力梯度；连续介质假说；淹深 二．选择题（共10小题，每题2分，共20分）

A1．液体粘度随温度的升高而___，气体粘度随温度的升高而___( )。

A.减小，增大； B.增大，减小； C.减小，不变； D.减小，减小

B2．等角速度?旋转容器，半径为R，内盛有密度为?的液体，则旋转前后容器底压强分布( )； A.相同； B.不相同； 底部所受总压力( ) 。

A.相等； B.不相等。

3．某点的真空度为65000 Pa，当地大气压为0.1MPa，该点的绝对压强为： A. 65000Pa； B. 55000Pa； C. 35000Pa； D. 165000Pa。

4．静止流体中任意形状平面壁上压力值等于___ 处静水压强与受压面积的乘积（ ）。

A.受压面的中心; B.受压面的重心; C.受压面的形心; D.受压面的垂心; 5．粘性流体静压水头线的沿流程变化的规律是( )。

A．沿程下降 B．沿程上升 C．保持水平 D．前三种情况都有可能。 6．流动有势的充分必