流體力學(xué)試題及答案1

流體力學(xué)試題及答案1流體力學(xué)試題及答案1流體力學(xué)試題及答案1資料僅供參考文件編號：2022年4月流體力學(xué)試題及答案1版本號：A修改號：1頁次：1.0審核：批準(zhǔn):發(fā)布日期：總分一二三四五六七八九十……………○……………密……………○……………封……………○…………線……………○……………密……………○……………封……………○…………線………………學(xué)院班級學(xué)號姓名學(xué)年第二學(xué)期課程名稱：流體力學(xué)┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄一、判斷題（20分）流體質(zhì)點(diǎn)是指宏觀上足夠小，而微觀上又足夠大的流體微團(tuán)。（T）液體的粘性隨溫度的升高而增大。（F）氣體的粘性隨溫度的升高而減小。（F）牛頓流體的粘性切應(yīng)力與速度梯度，即角變形速率成正比。（T）靜止的流體只能承受壓應(yīng)力。（T）在描述流體運(yùn)動(dòng)中歐拉法沒有直接給出流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。（T）定常流動(dòng)，流線與跡線重合。（T）應(yīng)用總流伯努利方程解題時(shí)，兩個(gè)斷面間一定是緩變流，方程才成立。（F）由于流體粘性的存在和影響，使流體呈現(xiàn)兩種不同的流態(tài)，就是層流和紊流。（T）雷諾數(shù)是表征重力與慣性力的比值。（F）靜止的流體中任意一點(diǎn)的各個(gè)方向的壓強(qiáng)值均相等。（T）靜止液體的等壓面一定是一個(gè)水平面。（T）大氣層中的壓強(qiáng)與密度、溫度的變化有關(guān)而且受季節(jié)、氣候等因素的影響。（T）壓力體的體積表示一個(gè)數(shù)學(xué)積分，與壓力體內(nèi)是否有氣體無關(guān)。（T）理想流體的運(yùn)動(dòng)可分為有旋流動(dòng)和無旋流動(dòng)兩種類型。（T）不可壓縮流體的無旋流動(dòng)由于存在速度勢和流函數(shù)，故又稱為位勢流動(dòng)。（T）如果流場中若干流體微團(tuán)無繞自身軸線旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，剛稱為無旋流動(dòng)。（F）如果任一條封閉曲線上的速度環(huán)量皆為零，則此區(qū)域內(nèi)的流動(dòng)必為無旋流動(dòng)。（T）不可壓縮流體中的，速度勢函數(shù)滿足拉普拉斯方程，速度勢函數(shù)是調(diào)和函數(shù)。（T）在位勢流場中，任意曲線上的速度環(huán)量等于曲線兩端點(diǎn)上速度勢函數(shù)值之差，而與曲線形狀無關(guān)。（T）二、填空題（20分）液體的動(dòng)力粘性系數(shù)隨溫度的升高而減小，牛頓流體是指切應(yīng)力與速度梯度成正比的流體。歐拉法中，流體的加速度包括時(shí)變加速度和位變加速度兩種，如果流場中時(shí)變加速度為零，則稱流動(dòng)為定常流動(dòng)，否則，流動(dòng)稱為非定常流動(dòng)。雷諾實(shí)驗(yàn)揭示了流體流動(dòng)存在層流和紊流兩種流態(tài)，并可用雷諾數(shù)來判別流態(tài)。一般管路中的損失，是由沿程損失和局部損失兩部分構(gòu)成，在定常紊流中，沿程水頭損失與流速的平方成正，所謂的長管是指局部損失比沿程損失小得多，可以忽略不計(jì)。已知三維流場的速度分布為：，試求t=0時(shí)刻,經(jīng)過點(diǎn)（1,1）的流線方程；點(diǎn)（1,1）處的加速為9+8i。平面流動(dòng)速度分布為：，，如果流體不可壓縮，試求a=；b=0。子彈在15攝氏度的大氣中飛行，如果子彈頭部的馬赫角為45度，已知音波速度為340m/s子彈的飛行速度為s。三、簡答題(20分，每小題5分):試說明伯努利方程成立的條件。理想流體（1）；流動(dòng)定常（1）；重力場（1）；不可壓縮（1）；方程僅沿流線成立（1）。研究流體受力和運(yùn)動(dòng)過程中，在哪些情況下要考慮流體壓縮性液體的密度變化較大如研究水擊現(xiàn)象（2），氣體的速度較大，如超過音速的三分之一，其密度變化是明顯的，這時(shí)就必須考慮壓縮性的影響（3）。試解釋理想流體,牛頓流體和非牛頓流體.忽略了粘性的流體為稱為理想流體（2）；切應(yīng)力與流速梯度成正比的流體稱為牛頓流體，反之為非牛頓流體（3）。試說明斯托克斯定理的含義和意義。斯托克斯定理反映了速度環(huán)量和旋渦強(qiáng)度的關(guān)系，經(jīng)過某封閉曲線的曲面上的旋渦通量與該封閉曲上的速度環(huán)量相等（3）。意義:將計(jì)算旋渦通量的面積分簡化為計(jì)算速度環(huán)量的線積分（2）。三、計(jì)算題(40分，每小題10分):粘度儀是測量液體粘性系數(shù)的儀器，它是由如下圖所示的兩個(gè)同心薄壁圓筒組成，外筒半徑為R＝100mm，內(nèi)筒半徑為r＝99mm，筒高1m，兩筒之間的間隙為mm，外筒轉(zhuǎn)速為＝20rad/s,當(dāng)間隙內(nèi)充滿某種潤滑油時(shí)，內(nèi)筒所受扭矩M＝100Nm。假定潤滑油為牛頓流體，試求潤滑油的動(dòng)力粘性系數(shù)。解：（1）（2）（4）解得：=m2（3）水泵裝置如圖。水泵安裝高度h＝，高低水池液面（面積足夠大）高差Z＝20m，吸水管管徑D1＝，長度l1＝5m，沿程阻力系數(shù)為，總局部水頭損失系數(shù)為5；壓水管的直徑D2＝，l2＝50m，沿程阻力系數(shù)為，壓管總的局部水頭損失系數(shù)為6，測得水泵出口處的表壓P－Pa＝2×105Pa.試求：①水泵輸水量Q和②水泵的功率（水泵的功率系數(shù)為）。（第一問6分，第二問4分）解：對2-2，3-3斷面應(yīng)用伯努利方程求解流量Q（3）解得s(2)s(1)P=/(3)解得：P=(1)若作用在圓球上的阻力F與球在流體中的運(yùn)動(dòng)速度V、球的直徑D及流體的密度和動(dòng)力粘度有關(guān)，試?yán)貌冀饾h定理求無量綱數(shù)。解：本問題的物理量共有5個(gè)，n=5,基本量綱為M、L、T，即m=3(2)寫出5個(gè)物理量的量綱（2分）正確選取循環(huán)量（2分）組合