哈爾濱工程大學(xué)船舶考研資料

1、哈爾濱工程大學(xué)船舶力學(xué)2007考研真題流體力學(xué)部分一、 簡答題（考察學(xué)生對基本概念的掌握程度，重點在于對概念的理解，意思完全表達(dá)清楚即可得）1、 理想流體與粘性流體壓力的異同；理想流體的壓力是唯一的表面力，作用力的大小與方向無關(guān)，方向垂直于作用面并指向內(nèi)法線方向；粘性流體壓力是三個主應(yīng)力的算術(shù)平均值的負(fù)值：忽略流體的粘性時粘性流體的壓力就蛻化為理想流體的壓力；2、 理想流體；當(dāng)動力粘性系數(shù)很小，或速度變化率很小時，流體的剪應(yīng)力很小，與重力、慣性力等相比可以忽略不計，這種忽略剪應(yīng)力的流體成為理想流體。理想流體是為處理問題方便而人為引入的理想模型，真實的流體都是有粘性的。3、 摩擦阻力當(dāng)物體與流體

2、有相對運(yùn)動時與流體解除的物體表面要受到流體剪應(yīng)力作用，剪應(yīng)力的合力成為摩擦阻力；4、 邊界層產(chǎn)生分離的條件；有兩個條件：存在逆壓梯度區(qū)；壁面及粘性對流體的阻滯作用5、 庫塔-如科夫斯基（K-J）假設(shè)：在理想流體假設(shè)下流體流過平板（或機(jī)翼等）時，首尾端點速度絕對值為無窮大，與實際流動不符，為在理想流體假設(shè)下模擬真實流動，庫塔-如何夫斯基提出假設(shè)：在平板（或機(jī)翼等）有攻角繞流中，一定存在速度環(huán)量，其大小恰好能使背面的駐點移至后緣，使后緣端點的速度保持為有限值，這一假設(shè)就是著名的K-J假設(shè)。6、 Pandle混合長度理論的基本思想：將湍流中微團(tuán)的脈動與氣體分子的運(yùn)動相比擬。二、 判斷題（考察學(xué)生對粘

3、性流體運(yùn)動基本特征、邊界層離體、有旋及無旋運(yùn)動定義、行進(jìn)波有關(guān)內(nèi)容的理解和掌握程度。）1、 平面進(jìn)行波自由表面的色散關(guān)系是，其中為圓頻率，為波數(shù)2、 作圓周運(yùn)動的流體，其運(yùn)動是有旋的3、 層流邊界層較湍流邊界層更容易離體4、 粘性流體的運(yùn)動一定是有旋的5、 翼型、有效攻角和來流速度相同的情況下，有限翼展機(jī)翼和無限翼展機(jī)翼相比，其升力減小阻力增加6、 一無限水深平面進(jìn)行波以速度10m/s移動，它的波長和周期分別為64m，6.4s。 答案：1錯2錯3對4對5對6對三、 長為L，半徑為的圓柱以速度在靜止流體中作勻速直線運(yùn)動。不計流體的質(zhì)量力，設(shè)離體點近似為A、B點,且離體后漩渦區(qū)內(nèi)壓力近似為均勻分布

4、，均為A點的壓力。求流體作用于圓柱體的形狀阻力。假設(shè)圓柱可視為無限長圓柱體處理。形狀阻力是船舶阻力成分之一。該題屬發(fā)揮題，具有一定的難度。綜合利用了沿圓柱表面壓力分布、形狀阻力概念、壓力沿物體表面積分來求合力的知識，考察學(xué)生靈活運(yùn)用所學(xué)知識解決問題的能力。題中圓柱受到的形狀阻力分為發(fā)生離體和未發(fā)生離體兩個流體域壓力合力沿運(yùn)動相反方向的投影。未發(fā)生離體時圓柱表面壓力分布公式為故未離體流體域壓力合力在x方向投影值的大小為因離體流體域中作用于圓柱面的壓力均為A點壓力，由（1）式得則離體后壓力合力在x方向的投影值的大小為圓柱的形狀阻力大小值為方向與運(yùn)動方向相反。四、 明渠中水定常地流過閘門A，假定1，

5、2截面流動均勻，流體理想，壓力服從靜止流體的壓力分布規(guī)律。已知，水的密度和大氣壓力，求流體作用于單位寬大閘門上的作用力F。該題用到定常運(yùn)動的動量方程、靜止流體中的壓力分布及平板受力公式、連續(xù)方程，考察學(xué)生對上述內(nèi)容的掌握程度。由質(zhì)量守恒知得 （1）取圖中單位厚度封閉曲線為控制體，對控制體利用動量方程得將（1）式代入上式整理得得平板受到的作用力大小為五、 設(shè)平板層流邊界層內(nèi)的速度分布為，其中為主流速度，為邊界層厚度。利用平板動量積分方程求邊界層厚度表達(dá)式。邊界層動量方程表達(dá)式簡捷，工程實用性強(qiáng)。通過該題考察學(xué)生針對不同的速度分布靈活應(yīng)用方程的能力。損失厚度為 （1）由剪應(yīng)力公式得到壁面剪應(yīng)力為將

6、（1）式和（2）式代入平板動量方程得解得邊界層厚度為 六、 已知平面不可壓縮流體的速度分布為u=2xy+x, （1）求過（1，1）點的流線；（2）問該流動是否無旋，若無旋求速度勢。該題給出的速度分布較復(fù)雜，很難用流線方程求出流線。但當(dāng)流場中存在流函數(shù)時，可以利用流函數(shù)與流線之間的關(guān)系求出流線。該題考察學(xué)生對流函數(shù)、速度勢、有旋運(yùn)動。無旋運(yùn)動的掌握程度。（1）流函數(shù)為將（1，1）代入上式得出過（1，1）點的流線為（2）速度旋度為即運(yùn)動無旋，存在速度勢，速度勢為結(jié)構(gòu)力學(xué)部分一、利用梁的彎曲要素表計算下圖中梁的中點撓度并畫彎矩圖與剪力圖。已知。梁的斷面慣性矩為I。解：將梁化為兩端自由支持的形式，如下

7、圖所示，查彎矩要素表，有計及，由上式可得。梁的彎矩圖及剪力圖可用疊加法畫出二、將下圖中之桿系簡化為具有彈性固定端之單跨梁，求出彈性固定端及彈性支座的柔性系數(shù)。已知各桿的長度均為,斷面慣性矩均為I，.解：（1）在此桿系結(jié)構(gòu)中，桿4-1-5與梁1-2交叉且不受外載荷，可化為彈性支座。桿3-2及2-6與梁1-2在同一平面內(nèi)，且不受外載，可化為彈性固定端。 （2）為求桿4-1-5作為彈性支座的柔性系數(shù)，考慮桿4-1-5在節(jié)點1處受集中力P作用，計算1處的撓度從而得（3）為求桿3-2及2-6作為彈性固定端的柔性系數(shù)，考慮上圖中的剛架在節(jié)點2受集中力矩M，并計算節(jié)點2處的轉(zhuǎn)角。（4） （5）解之得 為計算

8、節(jié)點2的轉(zhuǎn)角，考慮桿2-3，得故彈性固定端的柔性系數(shù)為（4）此彈性固定端的柔性系數(shù)亦可通過對桿3-2及桿2-6形成的彈性固定端的剛性系數(shù)及來求。對桿3-2有對桿2-6，有故 所以桿3-2及2-6形成的彈性固定端的柔性系數(shù)為三、試用位移法解圖中復(fù)雜剛架，畫出桿件的彎矩圖，已知各桿的長度均為,斷面慣性矩均為I，解：（1）確定未知數(shù)：此結(jié)構(gòu)為不可動節(jié)點的剛架，有5個節(jié)點，其中1、4為剛性固定，故只有節(jié)點2、3、5可發(fā)生轉(zhuǎn)角，所以未知數(shù)為三個：，需在節(jié)點2，3，5處列彎矩平衡方程式。(2)列出節(jié)點彎矩平衡方程式：節(jié)點2處： （1）節(jié)點3處：（2）節(jié)點5處： （3）式中， 代入（1）、（2）、（3）式中

9、，并整理后得(3)解方程式，求出未知轉(zhuǎn)角,(4)計算各桿的桿端彎矩：，可見，各節(jié)點彎矩全部平衡。（5）畫桿2-3及3-5的彎矩圖四、用最小功原理解下圖中曲桿，求出桿彈性支座端的撓度及固定斷面的彎矩。已知彈性支座的柔性系數(shù). 解：由于此曲桿為一次靜不定，故可以彈性支座的支反力R為未知數(shù)，再用的關(guān)系求解。計算時應(yīng)變能V包括曲桿本身的應(yīng)變能及彈性支座的應(yīng)變能兩部分。所以有先計算，假定只計曲桿的彎曲應(yīng)變能，寫出曲桿中任意斷面彎矩的式子：于是 再計算故聯(lián)立以上幾式可得由此解得 于是彈性支座的撓度為 固定斷面的彎矩為式中負(fù)號表示彎矩的方向與圖示相反。五、 六、一矩形船底板，四周剛性固定，幾何尺寸a=50cm,b=200cm,板厚t=1cm,受均布橫荷重。（1）求該板長邊中點及