工程流體力學(xué)復(fù)習題

1、15一、簡答題1緩變過流斷面、緩變流動過流斷面 在流束或總流中與所有流線都相垂直的橫斷面。緩變流動 若某過流斷面上的流線幾乎是相互平行的直線，則此過流斷面稱為緩變斷面，過流斷面上的流動稱為緩變流動。2流管與流束流管 在流場中任取一封閉曲線l（非流線），過曲線上各點做流線，所有這些流線構(gòu)成一管狀曲面，稱為流管。流束 在流場中取一非流面的曲面S，則過曲面上各點所作流線的總和，稱為流束。3動能、動量修正系數(shù)動能修正因數(shù) 用真實流速計算的動能與平均流速計算的動能間的比值。動量修正因數(shù) 用真實流速計算的動量與以平均流速計算的動量間的比值。4水力光滑管和水力粗糙管：管壁絕對粗糙度，：粘性底層厚度。當時，管

2、壁的粗糙突出部分完全淹沒在粘性地層中。此時，粘性底層以外的紊流區(qū)域完全不受管壁粗糙度的影響，流體就好像在理想的完全光滑管中流動，這種情況的管內(nèi)紊流流動稱為“水力光滑管”或簡稱為“光滑管”。當時，管壁的粗糙突起有一部分或大部分暴露在紊流區(qū)內(nèi)。此時，紊流區(qū)中的流體流過管壁粗糙突出部分時將會引起漩渦，造成附加的能量損失，即管壁粗糙度對紊流流動產(chǎn)生影響，這種情況的管內(nèi)紊流流動稱為“水力粗糙管”或簡稱為“粗糙管”。5等壓面與壓力體等壓面 在充滿平衡流體的空間，連接壓強相等的各點所組成的面稱為等壓面。等壓面有三個特性：等壓面就是等勢面；等壓面與質(zhì)量力垂直；兩種混容的流體分界面為等壓面。壓力體 由所探究的曲

3、面，通過曲面周界所作的垂直柱面和流體的自由表面（或其延伸面）所圍成的封閉體積叫做壓力體。6系統(tǒng)與控制體系統(tǒng) 有限體積的流體質(zhì)點的集合稱為系統(tǒng)。（不管流體怎樣運動，且運動中系統(tǒng)的表面可以不斷變形，但流體質(zhì)點的集合不變，所含有的質(zhì)量不變。）控制體 取流場中某一確定的空間區(qū)域，這個空間區(qū)域稱為控制體。（控制體的周界稱為控制面。）7流線與跡線跡線 流體質(zhì)點運動的軌跡。流線 某瞬時在流場中所作的一條空間曲線，該瞬時位于曲線上各點的流體質(zhì)點的速度在該點與曲線相切。8斷面平均流速與時間平均流速斷面平均流速 時間平均流速 9層流與紊流層流 定向的無混雜的流動。紊流 非定向的無規(guī)則的流動。10恒定與非恒定流動恒

4、定流動 如果流場中每一空間點上的運動參數(shù)不隨時間變化，這樣的流動稱為恒定流動；非恒定流動 若流場中運動參數(shù)不但隨位置改變而改變，而且也隨時間而變化，這種流動稱為非恒定流動。11連續(xù)介質(zhì)模型在流體力學(xué)的研究中，將實際的由分子組成的結(jié)構(gòu)用一種假象的流體模型流體微元來代替。流體微元由足夠數(shù)量的分子組成，連續(xù)充滿它所占據(jù)的空間，彼此間無任何間隙。12理想流體、牛頓流體、粘性流體理想流體 沒有粘性的流體。牛頓流體 凡切應(yīng)力與速度梯度呈線性關(guān)系，即服從牛頓內(nèi)摩擦定律的流體，稱為牛頓流體（粘性為常數(shù)。）。反之為非牛頓流體。粘性流體 粘性不為0的流體。13長管、短管長管 凡局部損失和出流的速度水頭之和與沿程損

5、失相比較?。ㄍǔＲ孕∮诎俜种鍨榻缦蓿?，這樣的管路系統(tǒng)稱為水力長管，或簡稱長管。短管 又稱為水力短管，是指沿程損失、局部損失等項大小相近，均須計及的管路系統(tǒng)。14表面力是指作用在所研究流體外表面上與表面積大小成正比的力。15有旋流動、無旋流動有旋流動 旋轉(zhuǎn)角速度不為0（0），或旋度不為0（rot0）。無旋流動 有勢運動，旋轉(zhuǎn)角速度為0（=0），或旋度為0（rot=0）。16、簡述流體粘性產(chǎn)生的原因并說明有哪些表示方法。當流體在外力作用下，流體微元間出現(xiàn)相對運動時，隨之產(chǎn)生阻抗流體間相對運動的內(nèi)摩擦力，流體產(chǎn)生內(nèi)摩擦力的這種性質(zhì)成為粘性。原因：液體是分子間的相互作用力（阻礙流體相對運動）；氣體是

6、分子間的動量交換。粘性的三種表示方法（1）動力粘度（絕對粘度）：單位速度梯度時內(nèi)摩擦切應(yīng)力的大小，單位P（泊）或者Pa·s，1P=10-1Pa·s；（2）運動粘度：=/，單位St（斯cm2/s）或m2/s；（3）相對粘度（條件粘度）：用對比法測量流體的粘度，多種。17、簡述研究流體運動的兩種方法，并指出有何不同。拉格朗日法（隨體法）：研究流場中每一個流體質(zhì)點的運動，分析運動參數(shù)隨時間的變化規(guī)律，然后綜合所有的流體質(zhì)點，得到整個流場的運動規(guī)律。選取在某個初始時刻t0，每個質(zhì)點的坐標a、b、c來作為它的標記，稱為“拉格朗日變數(shù)”，當流體質(zhì)點運動時，它們不隨時間變化。由于流體質(zhì)點

7、連續(xù)存在于流場中，所以“拉格朗日變數(shù)”也連續(xù)存在于流場中。任何流體質(zhì)點的坐標x，y，z：x=（a，b，c，t）；y=（a，b，c，t）；z=（a，b，c，t）。著眼點：流體質(zhì)點。歐拉法（局部法）：研究某瞬時整個流場內(nèi)位于不同的位置上的流體質(zhì)點的運動參數(shù)，然后綜合所有空間點，用以描述整個流體的運動。vx= vx（x，y，z，t）；vy= vy（x，y，z，t）；vz= vz（x，y，z，t）；p=p（x，y，z，t）；=（x，y，z，t）著眼點：整個流場。二、推導(dǎo)題1、推導(dǎo)突然擴大局部損失的計算公式。P2752、推導(dǎo)理想流體運動微分方程式。P1013、推導(dǎo)圓管層流流量和能量損失的計算公式。P24

8、0&P2424、推導(dǎo)直角坐標系中的連續(xù)性微分方程。P825、由粘性流體微小流束的伯努利方程推導(dǎo)出總流的伯努利方程。P1986、推導(dǎo)靜止流體對平面壁的作用力計算公式。P437、證明流體靜壓強的特性P28特性一流體靜壓強的方向沿作用面的內(nèi)法線方向：對于牛頓流體，在任何微小切力的作用下，都將產(chǎn)生連續(xù)的變形，所以流體在保持靜止狀態(tài)下就不可能有切力存在。此外，又根據(jù)流體的內(nèi)聚力很小，幾乎不能承受拉力這一特點，可以得出結(jié)論：流體靜壓強的方向沿作用面的內(nèi)法線方向。特性二流體靜壓強的數(shù)值只與空間坐標有關(guān)，與方位無關(guān)：8、推導(dǎo)歐拉靜平衡方程P30三、計算題1、已知，當時，閘門自動傾倒，繞，摩擦系數(shù)的軸頸

9、翻轉(zhuǎn)，固定不變。閘門寬為，閘門傾角，求閘門的旋轉(zhuǎn)軸離底部的距離為多少？（15分）為了泄水，當水位時，水壩的平板閘門自動傾倒。閘門繞直徑，具有摩擦系數(shù)的軸頸翻轉(zhuǎn)。假設(shè)閘門的另一側(cè)具有固定不變的水位。試求（閘門寬，傾角）：（20分）（1）閘門的旋轉(zhuǎn)軸離底部的距離應(yīng)為多少；（2）支承所受的壓力為多少。2、一股水平方向上的射流沖擊一斜置的光滑平板。已知射流來流速度為，流量為，密度為，平板傾角為。不計重力及流動損失，求射流對平板的作用力及分流流量，。3、如圖，盛水容器以轉(zhuǎn)速繞垂直軸旋轉(zhuǎn)。容器尺寸，水面高，活塞質(zhì)量，不計活塞與側(cè)壁的摩擦，求螺栓組、所受的力。4、將一平板深入水的自由射流內(nèi)，垂直于射流的軸線。該平板截去射流流量的一部分，引起射流剩余部分偏轉(zhuǎn)角度。已知射流流速，全部流量，截去流量。求偏角及平板受力。5、如圖所示的曲管AOB。OB段長=0.3m，AO垂直放置，B端封閉。管中盛水，其液面到O點的距離=0.23m。此管繞AO軸旋轉(zhuǎn)。問轉(zhuǎn)速為多少時B點的壓強將與O點相同？（15分