华东理工大学高等流体力学考试

《高等流体力学》试题

班级 姓名 学号 成绩

一、简答题（40分）

1、在流体力学中研究流体运动通常有哪两种方法？它们的基本思想分别是什么？（8分） 2、何谓有旋流动和无旋流动？何谓定常流动和非定常流动？（8分） 3、什么是系统？什么是控制体？二者分别有什么特点？（6分） 4、什么是流线？什么是迹线？（6分）

5、何谓边界层？其厚度是如何定义的？它对研究绕流物体的流动具有何意义？边界层分离现象是如何发生的？如何减少粘性流体绕流物体的阻力？（12分） 二、格朗日变数（x,y,z）给出的流体运动规律为：x000求：（1）以欧拉坐标表示的速度场；（6分） （2）试确定流动是否为定常；（3分） （3）求加速度。（6分）

?x0e?2t，y?y0(1?t)2，z?z0e2t(1?t)?2。

???p??ij三、已知用张量表示法表示的粘性流体的运动微分方程为(?ui)?。其中，?ij(ujui)??fi???t?xj?xi?xj为二阶应力张量。试完成下列问题（要求速度矢量在直角坐标系中x,y,z方向的分量分别用u,v,w

研究生高等流体力学试题

《高等流体力学》试题

班级 姓名 学号 成绩

一、简答题（40分）

1、在流体力学中研究流体运动通常有哪两种方法？它们的基本思想分别是什么？（8分）

2、何谓有旋流动和无旋流动？何谓定常流动和非定常流动？（8分）

3、什么是系统？什么是控制体？二者分别有什么特点？（6分）

4、什么是流线？什么是迹线？（6分）

5、何谓边界层？其厚度是如何定义的？它对研究绕流物体的流动具有何意义？边界层分离现象是如何发生的？如何减少粘性流体绕流物体的阻力？（12分）

二、格朗日变数（x,y,z）给出的流体运动规律为：x000

求：（1）以欧拉坐标表示的速度场；（6分）

（2）试确定流动是否为定常；（3分）

（3）求加速度。（6分） x0e 2t，y y0(1 t)2，z z0e2t(1 t) 2。

p ij三、已知用张量表示法表示的粘性流体的运动微分方程为( ui) 。其中， ij(ujui) fi t xj xi xj

为二阶应力张量。试完成下列问题（要求速度矢量在直角坐标系中x,y,z方向的分量分别用u,v,w表示）：

（1）在直角坐标系中写出粘

对高等流体力学课程进行了全面细致的总结,堪称应对考试的法宝

第二章 流体力学的基本概念一 流体的定义和特征二、流体连续介质假设

三 描述流体运动的两种方 法

四 迹线与流线 P104 例题 P140习题 五 速度分解定理 变形速度二阶张量

对高等流体力学课程进行了全面细致的总结,堪称应对考试的法宝

第三章 流体力学基本方程组 div v 0 tdv F divP dtdU P : S div(kgradT) q dt

连续性方程 运动方程 能量方程 本构方程 状态方程

1 P pI 2 S I v 3

p f (T ,V )

对高等流体力学课程进行了全面细致的总结,堪称应对考试的法宝

粘性不可压缩均质流体理想不可压缩均质流体(2) P200 第9题(1);P201 第13题(1)

粘性不可压缩均质流体定常、运动方程在二维直角坐标系 中的形式

对高等流体力学课程进行了全面细致的总结,堪称应对考试的法宝

第四章 流体的涡旋运动

div(rotV ) v 0有旋 无源

无旋

有势

对高等流体力学课程进行了全面细致的总结,堪称应对考试的法宝

涡量场

(r , t )

对高等流体力学课程进行了全面细致的总结,堪称应对考试的法宝

第二章 流体力学的基本概念一 流体的定义和特征二、流体连续介质假设

三 描述流体运动的两种方 法

四 迹线与流线 P104 例题 P140习题 五 速度分解定理 变形速度二阶张量

对高等流体力学课程进行了全面细致的总结,堪称应对考试的法宝

第三章 流体力学基本方程组 div v 0 tdv F divP dtdU P : S div(kgradT) q dt

连续性方程 运动方程 能量方程 本构方程 状态方程

1 P pI 2 S I v 3

p f (T ,V )

对高等流体力学课程进行了全面细致的总结,堪称应对考试的法宝

粘性不可压缩均质流体理想不可压缩均质流体(2) P200 第9题(1);P201 第13题(1)

粘性不可压缩均质流体定常、运动方程在二维直角坐标系 中的形式

对高等流体力学课程进行了全面细致的总结,堪称应对考试的法宝

第四章 流体的涡旋运动

div(rotV ) v 0有旋 无源

无旋

有势

对高等流体力学课程进行了全面细致的总结,堪称应对考试的法宝

涡量场

(r , t )

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

《高等流体力学》复习题

一、基本概念

1． 什么是流体，什么是流体质点？

2． 什么是流体粘性，静止的流体是否具有粘性，在一定压强条件下，水和空气的粘性随着温度的升高

是如何变化的？

3． 什么是连续介质模型？在流体力学中为什么要建立连续介质这一理论模型？ 4． 给出流体压缩性系数和膨胀性系数的定义及表达式。 5． 简述系统与控制体的主要区别。

6． 流体静压强的特性是什么？绝对压强ps、计示压强（压力表表压）p、真空pv及环境压强（一般

为大气压）pa之间有什么关系？

7． 什么是理想流体，正压流体，不可压缩流体？ 8． 什么是定常场，均匀场，并用数学形式表达。

9． 分别用数学表达式给出拉格朗日法和欧拉法的流体加速度表达式。 10． 流线和迹线有何区别，在什么条件下流场中的流线和迹线相重合？

11． 理想流体运动时有无切应力？粘性流体静止时有无切应力？静止时无切应力是否无粘性？为什么？

pV2??C???中各项的物理意义，并说明该方程的适用条件。 12． 试述伯努利方程Z??g2g13． 流体有势运动指的是什么？什么是速度势函数？无旋运动与有势运动有何关系？ 14． 什么是流函数？存在流函数的流体具有什么特性？（什么样的流体具有流函数？） 1

第五讲 气动函数及压力波

一、 气流参数

（一）滞止参数

如果按照一定的过程将气流速度滞止到零，此时气流的参数就叫做滞止参数。滞止状态的概念可以很形象地用图5-1来表示。它是假想把某一点处的气流引入一个容积很大的贮气箱，使其速度滞止到零。

根据一元稳定绝能流动的能量方程式

112 h1?v12?h2?v222v p T δQ δW 滞止状态 v=0 p* T* 图5-1 滞止参数模型

可知气体的焓值随气流速度的减小而增大。如果把气流由速度v1=（v焓h1=h）绝能地滞止到v2=0，此时所对应的焓值h2就称为滞止焓，用符号h*表示，则

1 h*?h?v2

2如果研究的是定热比容的完全气体，h=cpT，则式（9一22）可改

T?T?*12v/cp （5－1） 2式中 T*称为滞止温度，它是把气流速度绝能滞止到零时的温度。

将式(5—1)两边同除以T，则有

1212kRk?1v2 TT?1?v/cpT?1?v/(T)?1?22k?12c2*所以

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

第二讲 流体运动微分方程

一、应力张量

作用在流体上的力可以分为两类，即质量力和表面力两大类。作用在连续介质表面上的表面力通常用作用在单位面积上的表面力——应力来表示，参见图2-1，即

?P （2-1）

?A?0?A式中 n为表面积ΔA的外法线方向；ΔP为作用在表面积ΔA上的表面力。pn除了与空间位置和时间有关外，还与作用面的取向有关。因此，有

pn?limpn?pn(M,t,n)

1应力pn表示的是作用在以n为外法线方向的作用面上应力，其下需要特别指出，○

2一般来说，应力标n并不表示应力的方向，而是受力面的外法线方向，见图2-1；○

pn的方向并不与作用面的外法线n一致，pn除了有n方向的分量pnn外，还有τ方向

3图中ΔA右侧的流体通过ΔA的分量pnτ。只有当pnτ=0时pn才与n的方向一致；○

作用在左侧流体上的力为ΔP=pnΔA，而ΔA左侧的流体通过ΔA作用在右侧流体上的

力为ΔP=p－nΔA，这两个力互为作用力和反作用力，所以有

pn?A??p?n?A

可得

pn=?p?n （2-2）

n －ΔP －n 图2-1 pn与n的关系 C M ΔA z

行政系统 钱旭红 64252503 陈英南 64252684 于建国 64252774 马玉录 64252286 涂善东 64252219 杨存忠 64250308 钱锋 64253474 宋恭华 64251102 朱广忠 64251171 校长办公室 行政综合 64252500 64251130 文秘、合作信息 64251129 信访 64252517 法律事务、统计 64251234 校友总会、接待联络 64251231、64251035 行政督办 64253903 行政事务 64253374 64253912 副主任 64251181 主任 64252222 文印中心 64252776 小车班 64253316 传真 64251138 人事处 处长室 64252516 人才引进、调配办公室 64252738 传真 64250328 人事档案办公室 64252509 档案室 64251020 工资福利、信息办公室（一） 64252768 工资福利办公室（二） 64253867 师资管理、博士后管理办公室（一） 64252556 师资管理办公室（二） 64252021、64253815 教务处 教务处 64252400 处长室 642