哈工大工程流体力学课后题答案

工程流体力学

试卷一 一、填空题

1、流体是一种受任何微小的 剪切力作用时 都会产生连续 变形 的物质。 2、牛顿内摩擦定律 =μ 其中的比例系数称为 动力黏性系数(动力粘度) 。 3、作用于流体上的力按其性质可以分为5、单位质量力的量纲是 L/T2 。

6、对于不同的流体，体积弹性系数的值不同，弹性模量越 大 ，流体越不易被压缩。

7、某点处的绝对压强等于该处的 大气压强 减去该处的 真空力和 质量力 4、水力学中，单位质量力是指作用在单位_质量_ 液体上的质量力。

度 。

8、某点处的真空等于该处的 大气压强 减去该处的 绝对压强 。

9、某点处的相对压强等于该处的 绝对压强 减去该处的 一个大气压 。

10、根据 粘性 的大小，粘性流体的流动状态可分为 层流 和 紊流 。

11、根据流体是否有粘性，流体可分为 粘性流体 和 理想流体 。

12、根据流动参数随时间的变化，流体流动可分为

哈工大 2009 年 秋 季学期

班号 六 总分 工程流体力学（B）试 题

题号 分数 一 二 三 姓名 五 四 一、 解答下列问题（20分） 1、

理想流体

2、 流体的粘性随温度的变化趋势

3、 说明流线的性质并写出其方程

4、 缓变流动及缓变过流断面的性质

5、 水力粗糙管

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试 题： 工程流体力学 （B） 班号： 姓名：

二、推导理想流体运动微分方程（15分）

第 2 页 （共 6 页） 试 题： 工程流体力学 （B） 班号： 姓名：

三、图示一贮水设备，在C点测得绝对压强p=29430 Pa，h=2 m ，R=1 m.。求半球

4曲面AB所受到液体的作用力。（球体积公式 V球??R3 ： ）（15分）

3

第 3 页 （共 6 页） 试 题： 工程流体力学 （B） 班号： 姓名：

四、设某不可压缩流体作二元流动时的速度分布为

mxmyvx?

哈工大2009秋季流体力学试卷及答案

一．简答题（30分） 1．粘性及粘性的表示方法

产生阻抗流体层间相对运动的内摩擦力的这种流体的性质。 三种表示方法：绝对粘度、相对粘度、运动粘度

2．流线与迹线

流线：某瞬时流场中的一条空间曲线，该瞬时曲线上的点的速度与该曲线相切。 迹线：流体微元的运动轨迹。

3．断面平均流速与时间平均流速

断面平均流速：

V

qVA

T

vdA

A

A

时间平均流速：

1T

vdt

4．层流与紊流

层流：定向有规律的流动 紊流：非定向混杂的流动

5．流体连续介质模型

以流体微元这一模型来代替实际由分子组成的结构，流体微元具有足够数量的分子，连续充满它所占据的空间，彼此间无间隙，这就是连续介质模型。

6．恒定与非恒定流动

流体运动的运动参数在每一时刻都不随时间发生变化，则这种流动为恒定流动；流体运动的参数在每一时刻都随时间发生变化，则这种流动为非恒定流动。

二．推导直角坐标系中的连续性微分方程。（10分）

在空间流场中取一固定的平行六面体微小空间，边长为dx,dy,dz，所取坐标如图所示。中心为点A(x,y,z)，该点速度为vx,vy,vz，密度为 (x,y,z,t)，计算在dt时间内流入、流出该六面体的流体质量。 首先讨论沿y方向的质量变化。由于速度和密度

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1-1 连续介质的条件

物理上就是不考虑流体分子结构，把流体看成是一种在一定范围内均匀、密实而连续分布的介质，或者说流体是由连续分布的流体质点组成。适用条件是所研究问题的特征尺度L远远大于流体分子的平均自由程。

1-2 （1）不成立。人造地球卫星的特征尺度与分子自由行程可比拟。 （2）成立。地球半径远大于分子自由行程。

1-3 （1）粘性流体静止时没有切应力。（2）理想流体的前提是 0，无切应力。（3）不是。粘性是流体的固有属性，前提无论是静止还是运动，粘性都客观存在。 1-4 （1）风洞：10时， 14.1 910ms

6

2

1

，Re UL/ 5.639 10,40时

6

17.1 10 6m2s 1,Re UL/ 4.678 106.

(2)水池：10时 13.1 10ms,Re UL/ 6.106 10，

6

2

1

6

40时， 0.66 10 6m2s 1,Re UL/ 1.21 106

1-5

水 水

1-2 一盛水封闭容器从空中自由下落，则器内水体质点所受单位质量力等于多少 解：受到的质量力有两个，一个是重力，一个是惯性力。 重力方向竖直向下，大小为mg；惯性力方向和重力加速度方向相反为竖直向上，大小为mg，其合力为0，受到的单位质量力为0

1-5 如图，在相距δ＝40mm的两平行平板间充满动力粘度μ＝0.7Pa·s的液体，液体中有一长为a＝60mm的薄平板以u＝15m/s的速度水平向右移动。假定平板运动引起液体流动的速度分布是线性分布。当h＝10mm时，求薄平板单位宽度上受到的阻力。

解：平板受到上下两侧黏滞切力T1和T2作用，由T??Adu可得 dy T?T1?T2??A反）

UU1515????A?0.7?0.06?????84N（方向与u相

??hh0.04?0.010.01??1-9 某圆锥体绕竖直中心轴以角速度ω＝15rad/s等速旋转，该锥体与固定的外锥体之

间的间隙δ＝1mm，其间充满动力粘度μ＝0.1Pa·s的润滑油，若锥体顶部直径d＝0.6m，锥体的高度H＝0.5m，求所需的旋转力矩M。

题1-9图

解：取微元

2002-2003学年工程流体力学期末试卷

一、单选题（每小题2分，共20分）

1、一密闭容器内下部为水，上部为空气，液面下4.2米处的测压管高度为2.2m，设当地压强为98KPa，则容器内液面的绝对压强为 水柱。 (a) 2m (b)1m (c) 8m (d)-2m

2、断面平均流速υ与断面上每一点的实际流速u 的关系是 。 (a)??=u (b)??>u (c)??

4、与牛顿内摩擦定律有关的因素是 。 (a) 压强、速度和粘度；

(b) 流体的粘度、切应力与角变形率； (c) 切应力、温度、粘度和速度； (d) 压强、粘度和角变形。 5、流量模数K的量纲是_____。

(a) L3T-2 (b ) L3T-1 (c)L2T-1 (d)L2T-1

6、设模型比尺为1：100，符合重力相似准则，如果模型流速为0.6m/s，则原型流速 。

(a)60m/s (b) 0.006m/s (c) 60000m/s (d) 6m/s

7、在孔口的水头值与孔口的面积相同的情况下，通过管嘴的流量 孔口的流量。

(a)等于 (b)大于 (c)小于 (d) 不能判定 8、