xx年高等流體力學復習

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)（6）生態(tài)保護措施能否有效預防和控制生態(tài)破壞。建設項目安全設施“三同時”監(jiān)督管理暫行辦法（國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局令第36號）第四條規(guī)定建設項目安全設施必須與主體工程“同時設計、同時施工、同時投入生產(chǎn)和使用”。安全設施投資應當納入建設項目概算。并規(guī)定在進行建設項目可行性研究時，應當分別對其安全生產(chǎn)條件進行論證并進行安全預評價。（2）防護支出法既包括天然的自然環(huán)境，也包括人工改造后的自然環(huán)境。2.規(guī)劃環(huán)境影響評價的內(nèi)容（3）公眾對規(guī)劃實施所產(chǎn)生的環(huán)境影響的意見；3.意愿調(diào)

2、查評估法（1）前期準備工作。包括明確評價對象和評價范圍，組建評價組，收集國內(nèi)外相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章、標準、規(guī)范，收集并分析評價對象的基礎(chǔ)資料、相關(guān)事故案例，對類比工程進行實地調(diào)查等內(nèi)容。1.建設項目環(huán)境影響評價文件的報批（4）是否滿足環(huán)境功能區(qū)劃和生態(tài)功能區(qū)劃標準。第一部分 基本概念及理論什么是流體，流體質(zhì)點？什么是理想流體？正壓流體，不可壓縮流體？什么是連續(xù)介質(zhì)模型？流體力學中為什么要建立連續(xù)介質(zhì)這一理論模型？什么是定常場；均勻場；并用數(shù)學形式表達。分別用數(shù)學表達式給出拉格朗日法和歐拉法的流體加速度表達式。理想流體運動時有無切應力？粘性流體靜止時有無切應力？靜止時無切應力是否無粘性？為什么？

3、流體有勢運動指的是什么？什么是速度勢函數(shù)？無旋運動與有勢運動有何關(guān)系？什么是流函數(shù)？存在流函數(shù)的流體具有什么特性？（什么樣的流體具有流函數(shù)？）平面流動中用復變位勢描述的流體具有哪些條件（性質(zhì)）？什么是第一粘性系數(shù)和第二粘性系數(shù)？在什么條件下可以不考慮第二粘性系數(shù)？Stokes假設的基本事實依據(jù)是什么？從運動學觀點看流體與固體比較有什么不同？試述流體運動的Helmholts速度分解定律。流體微團有哪些運動形式？它們的數(shù)學表達式是什么？描述流體運動的基本方法有哪兩種？分別寫出其描述流體運動的速度、加速度的表達式。什么是隨體導數(shù)（加速度）、局部導數(shù)（加速度）及位變導數(shù)（加速度）？分別說明 SKIPI

4、F 1 0 ， SKIPIF 1 0 及 SKIPIF 1 0 的物理意義？什么是流體的速度梯度張量？試述其對稱和反對稱張量的物理意義。流體應力張量的物理意義是什么？它有什么性質(zhì)？某平面上的應力與應力張量有什么關(guān)系？ SKIPIF 1 0 的物理含義是什么？流體微團上受力形式有哪兩種？它們各自用什么形式的物理量來表達？什么是廣義的牛頓流體和非牛頓流體？試述廣義牛頓內(nèi)摩擦定律的物理意義及相應的數(shù)學表達式？在理想有勢的流動假設條件下，繞流物體產(chǎn)生的升力主要受那些因素的影響，有何規(guī)律？什么是層流運動、紊流（湍流）運動和臨界雷諾數(shù)？圓管中層流和紊流運動的速度分布規(guī)律是什么？流動相似的條件是什么？簡述

5、SKIPIF 1 0 定理的內(nèi)容。流體的阻力可分為哪幾種？管路中的阻力通常分為哪幾種？試說明粘性流體流動的三個基本性質(zhì)。與理想流體運動相比有何不同？使流體渦量產(chǎn)生變化的因素有哪些？其中哪些是流體運動的內(nèi)在因素，哪些是外在因素？螺旋流、偶極子流和繞圓柱體有環(huán)流動分別由哪些基本勢流疊加而成？試說明層流邊界層和湍流邊界層的速度分布特征。試述雷諾應力 SKIPIF 1 0 的物理意義及其與分子粘性應力的異同。邊界層分離的概念和原因是什么？分離點處的流動特征是什么？試述平板湍流邊界層的結(jié)構(gòu)及其速度分布特征。以圓柱繞流為例，簡述卡門渦街現(xiàn)象，對渦街引發(fā)圓柱振動作簡要說明。簡述湍流的特點，湍流模型的概念和主

6、要分類。什么是壁面函數(shù)？引入壁面函數(shù)的意義何在？粘性流動的動能方程 SKIPIF 1 0 中右邊5項的物理意義依次為？在流場中出現(xiàn)擾動時，亞超音速氣流和超音速氣流的流動狀態(tài)有何本質(zhì)上的區(qū)別？第二部分 推導及計算題第1章練習題：1-5,1-15,1-17,1-23,1-26第2章練習題：2-1,2-6,2-10,2-17,2-20第3章練習題：3-5,3-11第4章練習題：4-1(1).(3), 4-3, 4-21第7章練習題：7-1, 7-4,7-16第8章練習題：8-2,8-10第9章練習題：9-1, 9-7, 9-11,9-13第10章練習題：10-4,10-8第10章練習題：10-4,1

7、0-8第11章練習題：10-4,10-8第三部分 補充推導及計算題1.已知 SKIPIF 1 0 ，求在點M（2，-1，1）處沿向量 SKIPIF 1 0 方向的方導數(shù)。方向?qū)?shù)： SKIPIF 1 0 ； SKIPIF 1 0 ； SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 = = SKIPIF 1 0 2.設流場的速度分布為： SKIPIF 1 0 。求（1）當?shù)丶铀俣鹊谋磉_式；（2）t=0時在點（1，1）處流體質(zhì)點的加速度。解：（1）局部加速度： SKIPIF 1 0 = SKIPIF 1 0 （2）質(zhì)點的加速度： SKIPIF 1 0 3.在直角坐標系下， SKI

8、PIF 1 0 ,求流線族和跡線族。解：解:由速度場知其是二維流場，那么二維流線方程為： SKIPIF 1 0 即： SKIPIF 1 0 這里將t視為常數(shù)，于是有： SKIPIF 1 0 即： SKIPIF 1 0 亦即： SKIPIF 1 0 于是流線族方程為： SKIPIF 1 0 由二維的跡線方程得： SKIPIF 1 0 解得跡線族方程為： SKIPIF 1 0 4.有一個二維流動，假定流體是不可壓縮流體，其速度分量為 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 試問：1）流動是否滿足連續(xù)性方程；2）流動是否無旋？解： 1）由題意得： SKIPIF 1 0 ，

9、SKIPIF 1 0 將上述結(jié)果帶入二維不可壓流動的連續(xù)性方程 SKIPIF 1 0 ，得到： SKIPIF 1 0 - SKIPIF 1 0 - SKIPIF 1 0 = 0故該流動滿足連續(xù)性方程。2）由題意得：該流體流動的旋度為： SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 由題意知：該流體流動為二維流動，故Z方向上分量為0，將 SKIPIF 1 0 ， SKIPIF 1 0 帶入上式，得： SKIPIF 1 0 ，故該流體流動為無旋。5.試推導理想流體平面二維運動的歐拉微分方程。dy p SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 dx px方向的合力： SKIPIF 1 0 y方向的合

10、力： SKIPIF 1 0 質(zhì) 量 力： SKIPIF 1 0 和 SKIPIF 1 0 由牛頓第二定律：x方向 SKIPIF 1 0 + SKIPIF 1 0 = SKIPIF 1 0 即： SKIPIF 1 0 同理y方向： SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 6.從不可壓流動的N-S方程出發(fā)，推導出平板定常不可壓二維層流的Prantl邊界層方程 SKIPIF 1 0 N-S方程： SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 根據(jù)邊界層流動特點，對方程各項數(shù)量級的大小進行詳細分析，可化簡N-S方程選擇來流速度u0 作為速度比較基準，x可作為長度比較基準，并取u

11、0 和x的數(shù)量級為1，用符號o(1)表示，因為/x1所以的數(shù)量級o() o(1)定義u0o(1)，xo(1);因為0y，0uu0 所以y和u的數(shù)量級為：yo()，uo(1)由此可得u各階導數(shù)的數(shù)量級為 SKIPIF 1 0 o(1) SKIPIF 1 0 o(1) SKIPIF 1 0 o( SKIPIF 1 0 ) SKIPIF 1 0 o( SKIPIF 1 0 )由連續(xù)方程 SKIPIF 1 0 o(1)而yo()所以vo()所以v各階導數(shù)的數(shù)量級 SKIPIF 1 0 o(1) SKIPIF 1 0 o( SKIPIF 1 0 ) SKIPIF 1 0 o() SKIPIF 1 0 o

12、()將其代入x方向動量方程o(1)+ o(1) o(1)+ o() o( SKIPIF 1 0 )=- SKIPIF 1 0 + SKIPIF 1 0 o(1) SKIPIF 1 0 + o( SKIPIF 1 0 )因為邊界層粘性作用強，粘性項 SKIPIF 1 0 o( SKIPIF 1 0 )不能忽略而且與方程左邊比較可知 SKIPIF 1 0 o( SKIPIF 1 0 )的數(shù)量級為o(1)因為o( SKIPIF 1 0 )o(1)意味著運動粘度數(shù)量級為 SKIPIF 1 0 o(2)再代入y向動量方程o()+ o(1) o()+ o() o(1)= - SKIPIF 1 0 + o(

13、2) o()+ o( SKIPIF 1 0 )該方程中各項的數(shù)量級都小于或等于o()，所以 SKIPIF 1 0 =0意味著1.相對于各項數(shù)量級均為o(1)的x軸方向運動方程而言，y方向運動方程并不重要 2.因為 SKIPIF 1 0 =0，所以 SKIPIF 1 0 = SKIPIF 1 0 3.既然邊界層內(nèi)p與y無關(guān)，因而p可取為邊界層處邊界處的壓力，再由外邊界處的伯努利方程 SKIPIF 1 0 可得 SKIPIF 1 0 所以普朗特邊界層方程 SKIPIF 1 0 邊界條件：y=0，u=0，v=0 y=,u=u07. 如圖，水平放置的兩塊平行無窮平板間有厚度為 SKIPIF 1 0 、

14、 SKIPIF 1 0 ，粘性系數(shù)分別為 SKIPIF 1 0 、 SKIPIF 1 0 的不相混的不可壓縮流體作平行于平板的定常的層流運動。試求：速度沿厚度方向的分布以及兩層流體在界面上的切應力 SKIPIF 1 0 （設沿流動方向上的壓力梯度為常數(shù)，即 SKIPIF 1 0 ）。解：定常、層流、水平流動控制方程： SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 XYO SKIPIF 1 0 a 層流動 SKIPIF 1 0 b 層流動 SKIPIF 1 0 邊界條件： SKIPIF 1

15、 0 8. 如圖所示，均勻來流以速度u0流過無限薄平板，在平板上形成了層流邊界層，假設邊界層內(nèi)任意斷面上的速度分布ux與y得函數(shù)關(guān)系為三次多項式，試計算邊界層厚度(x)的近似解析式。（提示：該平板層流邊界層積分形式的動量方程為 QUOTE w w=ddx0ux(u0-ux)dy,其中w為平板壁面切應力）u0(x)u0u0u0解：設ux=a+by+cy2+dy3 邊界條件：y=0, ux=0; y=, ux= u0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 由此，得 a=0, b= SKIPIF 1 0 , c= SKIPIF 1 0 , d= SKIPIF 1 0 故， SKIPIF 1 0 -(*) SKIPIF 1 0 將（*）代入上式，得： SKIPIF 1 0 故 SKIPIF 1 0 9. 設流場由均勻流和點源迭加而成，速度為U的均勻流自左向右沿正x軸方向流動，源強偉Q的點源布置在原點。試確定流場中駐點的位置；通過駐點的流線方程。解：均勻流：速度場 SKIPIF 1 0 ，流函數(shù) SKIPIF 1 0 點源：速度場 SKIPIF 1 0 ，流函數(shù) SKIPIF 1 0 復合流動速度勢： SKIPIF 1 0 復合流動流函數(shù)： SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 令