鐵路機(jī)車車輛配件流體動(dòng)力學(xué)分析考核試卷

鐵路機(jī)車車輛配件流體動(dòng)力學(xué)分析考核試卷考生姓名：答題日期：得分：判卷人：

一、單項(xiàng)選擇題（本題共20小題，每小題1分，共20分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的）

1.流體動(dòng)力學(xué)中，描述流體運(yùn)動(dòng)基本方程的是（）

A.牛頓第二定律

B.納維-斯托克斯方程

C.熱力學(xué)第一定律

D.質(zhì)量守恒定律

（）

2.在鐵路機(jī)車車輛配件中，下列哪種情況下會(huì)產(chǎn)生湍流？（）

A.雷諾數(shù)小于2000

B.雷諾數(shù)大于4000

C.雷諾數(shù)等于2000

D.雷諾數(shù)與流體速度無關(guān)

（）

3.下列關(guān)于流線體的描述，正確的是（）

A.流線體表面流線分布不均勻

B.流線體表面流線呈直線狀

C.流線體表面流線密集

D.流線體表面流線相互交叉

（）

4.鐵路機(jī)車車輛配件中，下列哪種配件的流體動(dòng)力學(xué)分析主要考慮空氣阻力？（）

A.輪對(duì)

B.車廂

C.受電弓

D.制動(dòng)盤

（）

5.下列關(guān)于伯努利方程的描述，正確的是（）

A.伯努利方程僅適用于不可壓縮流體

B.伯努利方程僅適用于靜止流體

C.伯努利方程涉及壓力、速度和高度三個(gè)參數(shù)

D.伯努利方程在不可壓縮流體中不成立

（）

6.在流體動(dòng)力學(xué)中，下列哪種現(xiàn)象與馬格努斯效應(yīng)有關(guān)？（）

A.飛機(jī)的升力

B.汽車的空氣阻力

C.船舶的橫向力

D.鐵路機(jī)車的側(cè)向力

（）

7.下列關(guān)于邊界層的描述，正確的是（）

A.邊界層內(nèi)流體速度呈線性分布

B.邊界層內(nèi)流體速度呈拋物線分布

C.邊界層內(nèi)流體速度為零

D.邊界層外流體速度大于邊界層內(nèi)流體速度

（）

8.在鐵路機(jī)車車輛配件中，下列哪種方法可以減小空氣阻力？（）

A.增加配件表面的粗糙度

B.增加配件的迎風(fēng)面積

C.采用流線型設(shè)計(jì)

D.降低配件的表面溫度

（）

9.下列關(guān)于雷諾數(shù)的描述，正確的是（）

A.雷諾數(shù)與流體粘度成正比

B.雷諾數(shù)與流體速度成反比

C.雷諾數(shù)與流體密度成正比

D.雷諾數(shù)與流體特征長(zhǎng)度成反比

（）

10.在流體動(dòng)力學(xué)分析中，下列哪種情況下可以忽略粘性力？（）

A.雷諾數(shù)遠(yuǎn)大于1

B.雷諾數(shù)遠(yuǎn)小于1

C.雷諾數(shù)等于1

D.雷諾數(shù)與流體密度無關(guān)

（）

11.下列關(guān)于渦流的描述，正確的是（）

A.渦流是一種有序的流體運(yùn)動(dòng)

B.渦流在鐵路機(jī)車車輛配件中可以忽略

C.渦流會(huì)使流體動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能

D.渦流與流體粘度無關(guān)

（）

12.在鐵路機(jī)車車輛配件中，下列哪種現(xiàn)象與卡門渦街有關(guān)？（）

A.輪對(duì)的振動(dòng)

B.車廂的噪聲

C.受電弓的火花

D.制動(dòng)盤的熱膨脹

（）

13.下列關(guān)于流體阻力的描述，正確的是（）

A.流體阻力與流體速度成正比

B.流體阻力與流體速度的平方成正比

C.流體阻力與流體速度的立方成正比

D.流體阻力與流體速度無關(guān)

（）

14.在流體動(dòng)力學(xué)中，下列哪種方法可以改變流體的流速？（）

A.改變流體的密度

B.改變流體的壓力

C.改變流體的溫度

D.改變流體的粘度

（）

15.下列關(guān)于升力的描述，正確的是（）

A.升力與流體速度成正比

B.升力與流體速度的平方成正比

C.升力與流體速度的立方成正比

D.升力與流體速度無關(guān)

（）

16.在鐵路機(jī)車車輛配件中，下列哪種情況下會(huì)產(chǎn)生氣流分離？（）

A.流體速度增加

B.流體速度減小

C.流體壓力增加

D.流體壓力減小

（）

17.下列關(guān)于流體動(dòng)力學(xué)的相似性原理，正確的是（）

A.相似性原理適用于所有流體

B.相似性原理僅適用于不可壓縮流體

C.相似性原理僅適用于同一類型的流體

D.相似性原理與流體粘度無關(guān)

（）

18.在鐵路機(jī)車車輛配件中，下列哪種方法可以減小湍流損失？（）

A.增加配件表面的粗糙度

B.減小配件的迎風(fēng)面積

C.采用流線型設(shè)計(jì)

D.提高配件的表面溫度

（）

19.下列關(guān)于流體壓強(qiáng)分布的描述，正確的是（）

A.流體壓強(qiáng)在流線方向上不變

B.流體壓強(qiáng)在流線方向上線性變化

C.流體壓強(qiáng)在流線方向上非線性變化

D.流體壓強(qiáng)與流線方向無關(guān)

（）

20.在流體動(dòng)力學(xué)分析中，下列哪種方法可以確定流體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)？（）

A.解析法

B.數(shù)值法

C.實(shí)驗(yàn)法

D.以上都對(duì)

（）

二、多選題（本題共20小題，每小題1.5分，共30分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，至少有一項(xiàng)是符合題目要求的）

1.在鐵路機(jī)車車輛配件的流體動(dòng)力學(xué)分析中，以下哪些因素會(huì)影響流體的流動(dòng)特性？（）

A.流體粘度

B.流體溫度

C.流體密度

D.流體壓力

（）

2.下列哪些現(xiàn)象與流體的粘性有關(guān)？（）

A.邊界層效應(yīng)

B.渦流

C.湍流

D.層流

（）

3.在流體動(dòng)力學(xué)中，以下哪些因素會(huì)影響雷諾數(shù)的大小？（）

A.流體密度

B.流體速度

C.流體粘度

D.流體特征長(zhǎng)度

（）

4.鐵路機(jī)車車輛在高速行駛時(shí)，以下哪些配件的流體動(dòng)力學(xué)分析需要特別考慮空氣動(dòng)力學(xué)效應(yīng)？（）

A.車廂

B.輪對(duì)

C.受電弓

D.導(dǎo)流罩

（）

5.以下哪些情況下，流體會(huì)表現(xiàn)出非線性特性？（）

A.低速流動(dòng)

B.高速流動(dòng)

C.粘性流動(dòng)

D.無粘流動(dòng)

（）

6.在鐵路機(jī)車車輛配件的設(shè)計(jì)中，以下哪些措施可以減小空氣阻力？（）

A.采用流線型設(shè)計(jì)

B.減小配件的迎風(fēng)面積

C.增加配件的表面粗糙度

D.使用特殊材料

（）

7.以下哪些流體動(dòng)力學(xué)原理可以應(yīng)用于鐵路機(jī)車車輛配件的設(shè)計(jì)？（）

A.伯努利原理

B.納維-斯托克斯方程

C.卡門渦街

D.馬格努斯效應(yīng)

（）

8.在進(jìn)行流體動(dòng)力學(xué)分析時(shí)，以下哪些方法可以用來確定流體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)？（）

A.解析法

B.數(shù)值模擬

C.物理實(shí)驗(yàn)

D.估算

（）

9.以下哪些因素會(huì)影響流體的升力特性？（）

A.流體速度

B.流體密度

C.流體粘度

D.升力面形狀

（）

10.在鐵路機(jī)車車輛配件中，以下哪些情況下可能會(huì)出現(xiàn)氣流分離現(xiàn)象？（）

A.高速流動(dòng)

B.曲線流動(dòng)

C.粗糙表面

D.低速流動(dòng)

（）

11.以下哪些現(xiàn)象與流體動(dòng)力學(xué)的湍流特性有關(guān)？（）

A.能量耗散

B.隨機(jī)流動(dòng)

C.規(guī)則流動(dòng)

D.層流流動(dòng)

（）

12.在流體動(dòng)力學(xué)中，以下哪些情況下會(huì)出現(xiàn)壓力梯度的變化？（）

A.流體加速

B.流體減速

C.流體方向改變

D.流體溫度變化

（）

13.以下哪些因素會(huì)影響流體的阻力特性？（）

A.流體速度

B.流體密度

C.流體粘度

D.表面形狀

（）

14.在鐵路機(jī)車車輛配件的流體動(dòng)力學(xué)分析中，以下哪些方法可以用來優(yōu)化配件設(shè)計(jì)？（）

A.CFD仿真

B.風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)

C.數(shù)學(xué)建模

D.實(shí)車測(cè)試

（）

15.以下哪些情況下，流體的粘性力不可忽略？（）

A.低雷諾數(shù)流動(dòng)

B.高雷諾數(shù)流動(dòng)

C.粘性流體的流動(dòng)

D.無粘流體的流動(dòng)

（）

16.在流體動(dòng)力學(xué)中，以下哪些現(xiàn)象與可壓縮流體流動(dòng)有關(guān)？（）

A.超音速流動(dòng)

B.亞音速流動(dòng)

C.音速流動(dòng)

D.空氣阻力

（）

17.以下哪些因素會(huì)影響流體的湍流結(jié)構(gòu)？（）

A.流體速度

B.流體粘度

C.流體密度

D.流體溫度

（）

18.在鐵路機(jī)車車輛配件的設(shè)計(jì)中，以下哪些方面需要考慮流固耦合效應(yīng)？（）

A.結(jié)構(gòu)強(qiáng)度

B.剛度

C.熱傳導(dǎo)

D.流體阻尼

（）

19.以下哪些方法可以用來控制鐵路機(jī)車車輛配件的氣流分離和減小阻力？（）

A.優(yōu)化配件形狀

B.使用渦流發(fā)生器

C.增加表面粗糙度

D.控制流體速度

（）

20.在流體動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中，以下哪些技術(shù)可以用來測(cè)量流體的速度場(chǎng)和壓力場(chǎng)？（）

A.示蹤粒子法

B.激光多普勒測(cè)速儀

C.壓力傳感器

D.熱絲流速計(jì)

（）

三、填空題（本題共10小題，每小題2分，共20分，請(qǐng)將正確答案填到題目空白處）

1.流體動(dòng)力學(xué)中，描述流體運(yùn)動(dòng)的三大基本定律分別是質(zhì)量守恒定律、動(dòng)量守恒定律和______守恒定律。

（）

2.在鐵路機(jī)車車輛配件設(shè)計(jì)中，為了減小空氣阻力，常常采用流線型設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)可以減少______。

（）

3.雷諾數(shù)（Re）是表征流體流動(dòng)狀態(tài)的無量綱數(shù)，其定義為流體慣性力與______力的比值。

（）

4.在流體動(dòng)力學(xué)中，當(dāng)流體繞過障礙物時(shí)，會(huì)在其后形成旋轉(zhuǎn)的流動(dòng)結(jié)構(gòu)，稱為______。

（）

5.伯努利方程是描述在忽略粘性力作用時(shí)，流體沿著流線從一點(diǎn)到另一點(diǎn)的壓力、速度和______之間關(guān)系的方程。

（）

6.在鐵路機(jī)車車輛配件的流體動(dòng)力學(xué)分析中，湍流流動(dòng)會(huì)導(dǎo)致較大的______損失。

（）

7.為了提高鐵路機(jī)車車輛配件的氣動(dòng)性能，可以通過優(yōu)化配件的______來減小氣流分離現(xiàn)象。

（）

8.在流體動(dòng)力學(xué)中，流體在靠近固體表面處的流動(dòng)稱為______流動(dòng)。

（）

9.流體的升力主要與流體的速度、密度、流體的______以及升力面的形狀和面積有關(guān)。

（）

10.在進(jìn)行流體動(dòng)力學(xué)數(shù)值模擬時(shí)，常用的方法有有限差分法、有限元法以及______。

（）

四、判斷題（本題共10小題，每題1分，共10分，正確的請(qǐng)?jiān)诖痤}括號(hào)中畫√，錯(cuò)誤的畫×）

1.在所有情況下，流體的粘性力都可以忽略不計(jì)。（）

2.雷諾數(shù)越大，流體流動(dòng)越趨于湍流。（）

3.伯努利方程適用于可壓縮流體。（）

4.渦流的存在一定會(huì)增加流體的阻力。（）

5.流線型設(shè)計(jì)可以增加鐵路機(jī)車車輛配件的空氣阻力。（）

6.在邊界層內(nèi)，流體的速度從零開始逐漸增加到主流速度。（）

7.升力總是垂直于流體流動(dòng)的方向。（）

8.流體動(dòng)力學(xué)中的相似性原理意味著在不同尺寸的模型中，流體的流動(dòng)特性完全相同。（）

9.在高速列車設(shè)計(jì)中，輪對(duì)的空氣動(dòng)力學(xué)效應(yīng)可以忽略不計(jì)。（）

10.流體的壓力沿著流線方向始終保持不變。（）

五、主觀題（本題共4小題，每題10分，共40分）

1.請(qǐng)簡(jiǎn)述鐵路機(jī)車車輛配件進(jìn)行流體動(dòng)力學(xué)分析的主要目的和意義。

（）

2.描述在鐵路機(jī)車車輛配件設(shè)計(jì)過程中，如何運(yùn)用流線型設(shè)計(jì)原則來降低空氣阻力，并說明其原理。

（）

3.論述雷諾數(shù)在鐵路機(jī)車車輛配件流體動(dòng)力學(xué)分析中的作用，以及它對(duì)流動(dòng)狀態(tài)的影響。

（）

4.分析在高速列車運(yùn)行過程中，受電弓附近的流體動(dòng)力學(xué)特性，并討論可能的影響因素。

（）

標(biāo)準(zhǔn)答案

一、單項(xiàng)選擇題

1.B

2.B

3.B

4.C

5.C

6.A

7.D

8.C

9.D

10.B

11.C

12.A

13.B

14.B

15.B

16.D

17.B

18.C

19.A

20.D

二、多選題

1.ABCD

2.ABC

3.ABCD

4.AD

5.BC

6.AB

7.ABCD

8.ABC

9.ABCD

10.ABC

11.AB

12.ABC

13.ABCD

14.ABC

15.AC

16.ABC

17.ABCD

18.ABCD

19.AB

20.ABC

三、填空題

1.能量

2.氣流分離

3.粘性

4.渦流

5.高度

6.摩擦

7.形狀

8.邊界層

9.流體速度

10.有限體積法

四、判斷題

1.×

2.√

3.×

4.√

5.×

6.√

7.√

8.×

9.×

10.×

五、主觀題（參考）