貴州大學2018-2019能源動力工程《工程流力》期末試題及答案

貴州大學2018-2019學年第二學期考試試卷A工程流體力學注意事項：1.請考生按要求在試卷裝訂線內(nèi)填寫姓名、學號和年級專業(yè)。2.請仔細閱讀各種題目的回答要求，在規(guī)定的位置填寫答案。3.不要在試卷上亂寫亂畫，不要在裝訂線內(nèi)填寫無關的內(nèi)容。4.滿分100分，考試時間為120分鐘。題號一二三四總分統(tǒng)分人得分得分評分人名詞解釋(共20分，每小題5分)1．計示壓強2．等壓面3．流線4．當量直徑得分評分人簡答題(共24分，每小題6分)1．如果流體的密度表示為，分別寫出它的當?shù)貙?shù)和遷移導數(shù)的表達式。2．簡述粘性流體繞流物體時產(chǎn)生阻力的原因。如何減少阻力？3．流體力學中的系統(tǒng)是什么意思？它有哪些特點？4．發(fā)生邊界層分離的必要條件是什么？為什么邊界層分離要產(chǎn)生壓差阻力？得分評分人三．分析證明題(共24分，每小題12分)不可壓縮流體無旋流動的速度分布為，，，若此流場滿足連續(xù)性方程，試導出、、、所需滿足的條件。（不計重力影響）2.無限空間的液體中壓力波的傳播速度C取決于液體的彈性模量E、密度ρ，試用量綱分析法求波速C的表達式。得分評分人四．計算題(共32分，第1、2小題10分，第3小題12分)1．如圖所示為一貯水設備，在C點測得絕對壓強p=196120Pa，h=2m，R=1m，求作用于半球AB的總壓力。2．有一超聲速飛機在距離地面18km的空中以馬赫數(shù)Ma=2.2的速度水平飛行，設空氣為標準狀態(tài)，問飛機越過地面觀察者多長時間，才能聽到聲音？3．有一變直徑彎管，軸線位于同一水平面，轉(zhuǎn)角α=60°，直徑dA=200mm,dB=150mm，當流量qv=0.１m3/s時，表壓強pA=28kPa，若彎管AB段的水頭損失hw=1m,水的密度ρ=1000kg/m3，求水流對彎管的作用力。貴州大學2018-2019學年第二學期考試試卷A工程流體力學參考答案及評分標準注意事項：1.請考生按要求在試卷裝訂線內(nèi)填寫姓名、學號和年級專業(yè)。2.請仔細閱讀各種題目的回答要求，在規(guī)定的位置填寫答案。3.不要在試卷上亂寫亂畫，不要在裝訂線內(nèi)填寫無關的內(nèi)容。4.滿分100分，考試時間為120分鐘。題號一二三四總分統(tǒng)分人得分得分評分人名詞解釋(共20分，每小題5分)1．計示壓強：以當?shù)卮髿鈮簭姙榛鶞视嬃康膲簭?．等壓面：在液體中壓強相等的點組成的面稱為等壓面。3．流線：速度場的矢量線，任一時刻t，曲線上每一點處的切向量都與該點的速度向量相切。流線微分方程：4．當量直徑：非圓形截面管道截面積的4倍與濕周之比，或等于4倍水力半徑，。得分評分人簡答題(共24分，每小題6分)1．如果流體的密度表示為，分別寫出它的當?shù)貙?shù)和遷移導數(shù)的表達式。當?shù)貙?shù):（2分）遷移導數(shù):（3分）其中:（1分）2．簡述粘性流體繞流物體時產(chǎn)生阻力的原因。如何減少阻力？（1）阻力有兩部分，一部分是由于粘性產(chǎn)生切向應力形成的摩擦阻力；另一部分是由于邊界層分離產(chǎn)生壓強差形成的壓差阻力。（3分）（2）把物體作成流線型，使分離點后移，甚至不發(fā)生分離，可減少繞流阻力。（3分）3．流體力學中的系統(tǒng)是什么意思？它有哪些特點？由確定的流體質(zhì)點組成的流體團或流體體積V(t)（3分）。系統(tǒng)邊界面S(t)在流體的運動過程中不斷發(fā)生變化（3分）。4．發(fā)生邊界層分離的必要條件是什么？為什么邊界層分離要產(chǎn)生壓差阻力？粘性流體繞流曲面物體，在壓強升高的區(qū)域（減速流動），有可能出現(xiàn)邊界層的分離，形成尾渦區(qū)（3分）。從分離點開始的物體后部所受到的流體壓強，大致接近分離點的壓強，而不能恢復到理想流體繞流時的壓強，使繞流物體后部的壓強比無摩擦時低，所以在物體前后產(chǎn)生一個凈壓差，產(chǎn)生與來流方向的一致的凈力從而形成壓差阻力（3分）。得分評分人三．分析證明題(共24分，每小題12分)不可壓縮流體無旋流動的速度分布為，，，若此流場滿足連續(xù)性方程，試導出、、、所需滿足的條件。（不計重力影響）根據(jù)連續(xù)性方程（4分）根據(jù)無旋流動條件：（4分）、、、所滿足得條件為：；（4分）2.無限空間的液體中壓力波的傳播速度C取決于液體的彈性模量E、密度ρ，試用量綱分析法求波速C的表達式。，（4分）K為常數(shù)，寫出量綱式（4分）由量綱和諧原理，求指數(shù)得（4分）得分評分人四．計算題(共32分，第1、2小題10分，第3小題12分)1．如圖所示為一貯水設備，在C點測得絕對壓強p=196120Pa，h=2m，R=1m，求作用于半球AB的總壓力。C點的測壓管到水面的距離m（5分）=246.37kN（5分）2．有一超聲速飛機在距離地面18km的空中以馬赫數(shù)Ma=2.2的速度水平飛行，設空氣為標準狀態(tài)，問飛機越過地面觀察者多長時間，才能聽到聲音？設飛機飛過地面觀察著的水平距離為x時，才能聽到聲音m/s（2分）(4分)則km（2分）故時間為：s（2分）3．有一變直徑彎管，軸線位于同一水平面，轉(zhuǎn)角α=60°，直徑dA=200mm,dB=150mm