流體力學試題及答案

1、總分一二三四五六七八九十 考試試卷（A B卷） 學年第 二 學期n 課程名稱：流體力學一、判斷題（20分）1. 物理方程等式兩邊的量綱或因次一定相等。（T）2. 為了減小壓差阻力，就應該設法推遲邊界層分離現(xiàn)象的發(fā)生。（T）3. 壓力體的體積表示一個數(shù)學積分，與壓力體內是否有氣體無關。（T）4. 流體靜止時，切應力為零。（T）5. 溫度升高液體的表面張力系數(shù)增大。（F）6. 液滴內的壓強比大氣壓小。（F）7. 聲音傳播過程是一個等熵過程。（T）8. 氣體的粘性隨溫度的升高而增大。（T）9. 應用總流伯努利方程解題時，兩個斷面間一定是緩變流，方程才成立。（F）10. 雷諾數(shù)是表征重力與慣性力的比值

2、。（F）11. 不可壓縮流體只有在有勢力的作用下才能保持平衡。（T）12. 對流程是指海拔11km以上的高空。（F）13. 靜止的流體中任意一點的各個方向上的壓強值均相等。（T）14. 在拉格朗日法中，流體質點軌跡給定，因此加速度很容易求得。（T）15. 對于定常流動的總流，任意兩個截面上的流量都是相等的。（T）16. 紊流水力粗糙管的沿程水頭損失系數(shù)與雷諾數(shù)無關。（T）17. 在研究水擊現(xiàn)象時，一定要考慮流體的壓縮性。（T）18. 雷諾數(shù)是一個無量綱數(shù)，它反映流動的粘性力與重力的關系。（F）19. 線當馬赫數(shù)小于一時，在收縮截面管道中作加速流動。（T）20. 對于冷卻流動dq小于0，亞音速流

3、作減速運動，超音速流作加速運動。（T）二、填空題（10分）1. 流動相似指的是兩個流動系統(tǒng)所有對應點的對應物理量之比相等，具體地說，就是要滿足，幾何相似、運動相似和動力相似。2. 自由面上的壓強的任何變化，都會 等值 地傳遞到液體中的任何一點，這就是由斯卡定律。3. 流動相似的主導因素是動力相似，只有滿足了這一點才能保證運動相似。4. 從海平面到11km處是 對流層 ，該層內溫度隨高度線性地 降低 。5. 馬赫準則要求兩種流動的慣性力與由于壓縮性引起的彈性力成比例。6. 水頭損失可分為兩種類型： 沿層損失 和 局部損失 。7. 在工程實踐中，通常認為，當管流的雷諾數(shù)超過 2320 ，流態(tài)屬于紊

4、流。8. 在工程實際中，如果管道比較長，沿程損失遠大于局部損失，局部損失可以忽略，這種管在水力學中稱為 長管 。9. 紊流區(qū)的時均速度分布具有對數(shù)函數(shù)的形式，比旋轉拋物面要均勻得多，這主要是因為脈動速度使流體質點之間發(fā)生強烈的 動量交換 ，使速度分布趨于均勻。10. 流體在運動中如果遇到因邊界發(fā)生急劇變化的局部障礙（如閥門，截面積突變），流線會發(fā)生變形，并出現(xiàn)許多大小小的 旋渦 ，耗散一部分 機械能，這種在局部區(qū)域被耗散掉的機械能稱為局部水頭損失。三、選擇題（單選題，請正確的答案前字母下打“”）1. 流體的粘性與流體的_ _無關。 (A) 分子內聚力 (B) 分子動量交換 (C) 溫度 (D)

5、 速度梯度 2. 表面張力系數(shù) 的量綱是_ 。 (A) (B) (C) (D) 3. 下列四種液體中，接觸角 的液體不潤濕固體。 (A) 120o (B) 20o (C) 10o (D) 0o 4. 毛細液柱高度h與_成反比。 (A) 表面張力系數(shù) (B) 接觸角 (C) 管徑 (D) 粘性系數(shù)5. 用一塊平板擋水，平板形心的淹深為 ，壓力中心的淹深為 ，當 增大時， 。 (A)增大 (B)不變 (C) 減小6. 液體隨容器作等角速度旋轉時，重力和慣性力的合力總是與液體自由面_ _ _ 。 (A) 正交 (B) 斜交 (C) 相切7. 在_流動中，流線和跡線重合。 (A) 定常 (B) 非定常

6、 (C) 不可壓縮 (D) 無粘8. 控制體是_ 。 (A) 包含一定質量的系統(tǒng) (B) 位置、形狀都變化的空間體 (C) 固定的空間體 (D) 形狀不變，位置移動的空間體 9. 連續(xù)性方程表示控制體的_守恒。 (A) 能量 (B) 動量 (C) 流量 (D) 質量10. 流體微團的變形速度包括 。（A）線變形 （B）角變形 （C）旋轉角速度 （D）前三者之和三、簡答題(20分，每小題5分):1. 簡述先擇循環(huán)量的一般原則。答：循環(huán)量選取的一般原則是：為了保證幾何相似，應選取一個長變變量；為了保證運動相似，應選一個速度變量；為了保證動力相似，應選一個與質量有關的物理量，如密度。通常這m個循環(huán)量

7、中包含了L,M,T這三個基本量綱。2. 說明哪些情況可以近似為平面流動。答：當物體一個方向的尺度比別兩個方面尺度大得多時，可以近似地看作是截面形狀不變的柱體，對于垂直于這個柱體母線的流動，除柱體邊緣的區(qū)域外可以看作是平面流動。3. 簡述復位勢的性質答：兩點的復位勢之差是個復數(shù)，其實部是兩點連線上的速度環(huán)量，虛部是通過兩點連線的流量；復位勢允許加任一復常數(shù)而不改變所代表的流動；兩個不可壓縮平面勢流疊加仍得到一個平面勢流，其復位勢是原來兩個復位勢之和。五、(40分，每小題10分):1. 若作用在圓球上的阻力F與球在流體中的運動速度V、球的直徑D及流體的密度和動力粘度有關，試利用布金漢定理求無量綱數(shù)

8、。（10分）解：本問題的物理量共有5個，n=5,基本量綱為M、L、T，即m=3(2) 寫出5個物理量的量綱（2分） 正確選取循環(huán)量（2分） 組合并求出無量綱數(shù)1（2分）組合并求出無量綱數(shù)2（2分）解：（2分）冬季：（4分）夏季：（1分）因為：所以應用勃拉修斯公式（2分）（1分）2. 長，直徑的水平管道，出口壓強為大氣壓，入口的表壓強為，管內石油的密度為，其運動粘度，試求體積流量。解：（4分）假定流動為層流（4分）故為層流，與假定相符，于是流量為（2分）3. 如圖所示，矩形平板將渠道上、下游的水隔開，平板為單位寬度，水平傾角為。此平板可繞一個固定鉸軸轉動。上、下游水深為和，設鉸軸至板底邊之距為，求證：為保證平板在上下游水壓力作用下不會自動開啟，應使解：作用點在距板底：（3分）作用點在距板底：（3分）板不會自動開啟應滿足：（2分）整理得（2分）4. 水泵裝置如圖。水泵安裝高度h2.5m，高低水池液面（面積足夠大）高差Z20m，吸水管管徑D10.2m，長度l15m，沿程阻力系數(shù)為0.02，總局部水頭損失系數(shù)為5；壓水管的直徑