2025年流體力學(xué)考研習(xí)題集及解析

流體力學(xué)考研復(fù)習(xí)題庫

一、選擇題

1.如圖所示，一平板在油面上作水平運動。已知平板運動速度V=lm/s,平板與固定邊界的

距離8=5mm,油的動力粘度u=0.IPa-s,則作用在平板單位面積上的粘滯阻力為（）

A.1OPa；"二二'"菱'

B.15Pa；""L"""〃〃〃，‘"%‘""""""""""".

C.20Pa；題1圖

D.25Pa；

2.動量方程（）

A.僅合用于理想流體的流動B.僅合用于粘性流體的流動

C.理想流體與粘性流體的流動均合用D.僅合用于紊流

3.實際流體總水頭線的沿程變化是：

A.保持水平：B.沿程上升：C.沿程下降；D.前三種狀況均有也許。

4.圓管層流，實測管軸上流速為0.4m/s,則斷面平均流速為（）

A.0.4m/sB.0.32m/sC.0.2m/sD.0.Im/s

5.絕對壓強〃血，相對E強〃，真空度入，當?shù)卮髿鈮簯?，之間的關(guān)系是：

A.P而=P+P、，；B.pv=pa-pabs；C.p=p心+P”；D.p=pv4-paQ

6.下列說法對的的是：

A.水一定從高處向低處流動：

B.水一定從壓強大的地方向壓強小的地方流動；

C.水總是從流速大的地方向流速小的地方流動：

D.以上說法都錯誤。

7.長管串聯(lián)管道各管段的（）

A.水頭損失相等；B.水力坡度相等；C.總能量損失相等；I）.通過流量相等。

8.并聯(lián)管道1、2,兩管的直徑相似，沿程阻力系數(shù)相似，長度，2=3/「通過的流量為

（）

A=Q2:B.Q[=1.5。2；C.Qi=BQ?；D.Q]=1.7302。

9.圓柱形外管嘴的正常工作條件是

A.L=（3?B.L=（3-4）J,H0<9m

C.L>（3~4）d,”（）>9mL>D.Lv（3?4”,兒<9mL

10、靜止液體中同一點各方向的壓強（）

A、數(shù)值相等；B、數(shù)值不等；C、僅水平方向數(shù)值相等；1）、鉛直方向數(shù)值最大

11、如下圖所示容器內(nèi)有一放水孔，孔口設(shè)有面積為A的閥門ab,容器內(nèi)水深為h,閥門所

受靜水總壓力為（）

A、0.5YhA；B、yhA；C、0.5yh-A；D、yhA'

12..某流體的運動粘度片3X1072/S,密度P=800kg/m3,其動力粘度口為（）

A.3.75X10%?s；B.2.4X103Pa?s；C.2.4X105Pa?s；I）.2.4X109Pa?s

13.理想流體是一種（）的假想流體。

A.動力粘度口為0；B,速度梯度曳為0；

dy

C.速度u為一常數(shù)；D.流體沒有剪切變形

14.右圖所示并聯(lián)管道A、B,兩管材料、直徑相似，長度3=24，兩管的水頭損失關(guān)系為

)

A.hIB=hfA；B.h2二2hfA

C.h1B=1.41hfA；I).h1B=4hfA

15.已知液體流動的沿程水力摩擦系數(shù)入與邊壁相對粗糙度和雷諾數(shù)Re均有關(guān)，即可以判

斷該液體流動屬于（）

A、層流區(qū)；B、紊流光滑區(qū)；C、紊流過渡粗糙區(qū)；D、紊流粗糙區(qū)

16.在平衡液體中，質(zhì)量力與等壓面（）

A、重疊；B、平行C、相交；D、正交。

17.下圖中互相之間可以列總流伯努利方程的斷面是（）

A.1-1斷面和2-2斷面;B.2-2斷面和3-3斷面;

C.1-1斷面和3-3斷面;D.3-3斷面和4-4斷面

18.按持翳槐的概念，流體質(zhì)點是指：題圖

A、流體的分子B、流體內(nèi)的固體顆粒C、幾何的點；

D、幾何尺寸向流動空間相比是極小量，又具有人量分子的微元體

19.不一樣的液體其粘滯性同一種液體的粘滯性具有隨溫度而減少的特性。

A相似減少B相似升高C不一樣減少D不一樣升高

20.下列說法對的的是：

A液體不能承受拉力，也不能承受壓力。B液體不能承受拉力，但能承受壓力。

C液體能承受拉力，但不能承受壓力。D液體能承受拉力，也能承受壓力。

21.在研究液體運動時,按照與否考慮粘滯性,可將液流分為

A牛頓液體流動及非牛頓液體流動B可壓縮液流及不可壓縮液流

C均勻流動及非均勻流動1）理想液體流動及實際液體流動

22.一密閉容器內(nèi)下部為水，上部為空氣，液面下4.2m處測壓管高度為2.2m,設(shè)當?shù)卮髿?/p>

壓為1個工程大氣壓，則容器內(nèi)絕對壓強為水柱。

A2mBImC8mD-2m

23.靜止流場中的壓強分布規(guī)律：

A.僅合用于不可壓縮流體B.僅合用于理想流體。

C.僅合用于粘性流體，D.既合用于理想流體，也合用于粘性流體。

24.靜水中斜置平面壁的形心淹深力與壓力中心淹深加的關(guān)系為九尿。

A.不小于B.等于C.不不小于D.無規(guī)律

25.任意形狀平面壁上靜水壓力的大小等于處靜水壓強乘以受壓面的面積。

A受壓面的中心B受壓面的重心C受壓面的形心D受壓面的垂心

26.動能修正系數(shù)是反應(yīng)過流斷面上實際流速分布不均勻性的系數(shù)，流速分布系數(shù)值

_______,當流速分布____時，則動能修正系數(shù)的值靠近于—

A越不均勻；越??；均勻；1B越均勻；越小；均勻；1

C越不均勻；越??；均勻；零D越均勻；越??；均勻：零

27、對于兩液流力學(xué)相似滿足條件中，非恒定流比恒定流多一種條件是：

A幾何相似B運力相似C動力相似D初始條件相似

28.判斷層流或湍流的無量綱量是0

A.佛汝德數(shù)FrB.雷諾數(shù)ReC.歐拉數(shù)Eu【）.斯特羅哈數(shù)St

29.水平放置的漸獷管如圖所示，如忽視水頭損失，斷面形心點的壓強有如下關(guān)系：

2

2

A.pl>p2；B.pl=p2C.pl<p2D.不定。

2

30.能量方程中z+-^―+--表達：

Pg2g

A.單位重量流體具有的機械能B.單位質(zhì)量流體具有的機械能

0.單位體積流體具有的機械能D.通過過流斷面單位重量流體的總機械能

二、簡答題

1、液體和氣體的粘性隨溫度的升高或減少發(fā)生變化，變化趨勢與否相似？為何？

2、什么是流體的粘性？溫度升高時液體和氣體的粘度怎樣變化？

3、何謂流體的持續(xù)介質(zhì)模型？試闡明引入持續(xù)介質(zhì)模型對于研究流體機械運動規(guī)律的必要

性。

4、什么是理想流體？為何要引進理想流體的概念？理想流體有無能量損失？

5、理想流體元流流伯努利方程的合用條件是什么？

6、理想流體總流伯努利方程的合用條件是什么？

7、寫出理想流體總流伯努利方程及其物理意義。

8、簡述流線的概念和性質(zhì)

9、流線和跡線有何區(qū)別？寫出流線微分方程.

10、什么是量綱友好原理？寫出動力粘度的量綱。

11、試述液體靜力學(xué)的基本方程z+2=C及其各項的物理意義。

Pg

12、同樣直徑與同樣作用水頭條件下，管嘴的流量與孔匚流量哪個大？為何？

13、紊流分為哪幾種區(qū)，各有何特點？

14、“均勻流一定是恒定流”，這種說法與否對的？為何？

15、流動相似的含義是什么？

16、簡述當?shù)貙?dǎo)數(shù)和遷移導(dǎo)數(shù)的概念及物理意義

17.試解釋“水力光滑”和“水力粗糙”的含義。

18.粘性流體管內(nèi)流動其能量損失分為哪兩類？寫出其計算公式。

19.什么是理想流體？為何要引入理想流體的概念？

20流體靜壓力有哪些特性？

21什么叫等壓面，有什么特性？

22什么叫泵的揚程？泵的功率和揚程成什么樣的關(guān)系？

23什么叫串聯(lián)管路和并聯(lián)管路？各有何特點？

24流體流動兩種流態(tài)各有何特點？怎樣鑒別流態(tài)？

25什么叫穩(wěn)定流和不穩(wěn)定流？成舉例闡明其區(qū)別？

26何謂聲速、臨界聲速？它們的區(qū)別何在？

27什么叫層流利紊流？怎樣鑒別流態(tài)？

28流體靜壓力有哪些特性？

29作用在流體上的力包括哪些力？在何種狀況下有慣性力？何種狀況下沒有摩擦力？

30應(yīng)用伯諾利方程時要注意哪些問題？

31拉格朗口法和歐拉法在分析流體運動上有什么區(qū)別？

32為何用雷諾數(shù)鑒別流態(tài)可以闡明流動阻力的物理木質(zhì)？

33什么叫壓力管道？長管和短管怎樣劃分？

34管路中的水擊現(xiàn)象是怎樣產(chǎn)生的？水擊的實質(zhì)是什么？

35流體力學(xué)研究中為何要引入持續(xù)介質(zhì)假設(shè)。

36如圖所示，〃表達絕對壓強，P。表達大氣壓強，試在圖中括號內(nèi)填寫所示的壓強。(4

分)

________1-----------P>Pa

()

______________?____________P=Pa

()()

---------------1----「----p<pa

()

----------------:------------------------------i-------------p~o

37.假如流體的密度表達為夕=p(x,y,z,f),分別寫出它的當?shù)貙?dǎo)數(shù)和遷移導(dǎo)數(shù)的體現(xiàn)式

38簡述粘性流體繞流物體時產(chǎn)生阻力的原因。怎樣減少阻力？

39寫出粘性流體總流的伯努利方程，畫圖闡明方程的幾何意義。

40試述畢托管測量流體流速的基本原理，并圖示闡明。

41畫出測量某一閥門局部阻力系數(shù)的裝置，并闡明測量原理

三、名詞解釋

流體質(zhì)點、持續(xù)介質(zhì)雷諾數(shù)弗勞德數(shù)歐拉數(shù)馬赫數(shù)水力光滑管水力粗糙管

牛頓流體緩變流邊界層水擊流線和跡線質(zhì)點加速度均勻流非均勻流

計示壓強跡線理想流體動能修正系數(shù)動量修正系數(shù)

四、畫圖題

1、繪出AB曲面上的壓力體

3、對同一種液體繪出AB壁面上的相對壓強分布圖

4、畫出圖示管道流動系統(tǒng)的總水頭線和測壓管水頭線（定性關(guān)系要精確）并在

圖中標注出斷面3的Z?、上、鳥和hg的高度。

y2g

did2di2

5、試畫出下圖中穩(wěn)定出流且出流到大氣中，〃一d管段的水頭線圖（考慮局部和

沿程阻力）。

6、試畫出下圖中A、B、C、D曲面的壓力體。

7、繪出AB曲面上的壓力體

8、定性繪出圖示管道（短管）的總水頭線和測壓管水頭線。

▽

vo=O工

五、例題

1、如圖所示，一矩形平板閘門AB,寬b=2m,與水平面夾角a=30°,其自重G=19.6kN,并較

接于A點。水面通過A點，水深h=2.1m,試求打開閘門的最大鉛直拉力T。

解：閘門AB上的水壓力p=pghc-IbJ表達閘門AB的長度。

h八，,h

------=2hh=—

sin300r'2

h2

P=pg'—2h'b=pghh=86.44KN

作用點D,AD=-/=—

33

重力G作用點3AC=l=h

2

u4/

Z例A=0-77cos30°+p—//+G—cos30°=0

32

=76.34kN

打開閘門的最小鉛直拉力為76.34kN

2、上下兩塊平行圓盤，直徑均為d,間隙厚度為6,間隙中液體的動力粘度為R若下盤周

定不動，上盤以角速度①旋轉(zhuǎn)，求所需力矩M的體現(xiàn)式。

已扇hd,8,|.ifco?

(1)根據(jù)牛頓達摩擦定律，可得半徑為r處，微元面積為2nrdr

間隙力矩為

dM=rxlT=?2笈41r=?*-r3dr

,88

積分上式，得所需力矩M的體現(xiàn)式為用=華./=衛(wèi)駕

23325

3、圖示為一封閉容器，寬b=2m,AB為-1/4圓弧閘門。容器內(nèi)BC線以上為油，如下為

水。U形測壓計中液柱高差R=lm,閘門A處設(shè)一錢，求B點處力F為多少時才能把閘門

關(guān)住。

b=2m,R=lm,S油=0.8,S=3.0。

暮a(1)設(shè)油水分界面上的相對壓力為〃0。

由靜力學(xué)方程得U型管液、水分界面上的相對壓

力為

〃()=(SR-〃)y水=(3.0x1-2)x9810=9810Pa

A點的相對壓力為

〃A=〃o—RS油/水=（1—1x0.8）x9810=1962N圓弧閘門所受的水平分力為

P、二（%—（RS油/水）R"=（l—gxlx0.8）x9810x1x2=11772N

對應(yīng)于水平分力的壓力中心的位置（A點如下）為

y訕/1油

R

hD=hc+---.」+―4--------

（PA+/油也）A2（pA+；Ry油）Rb

1.2xl2x0.8x9810八…

=—xl+------------------------=0.722m

?1

乙I2x（1962+-xlx0.8x9810）

水平分力的方向水平向左。

圓弧閘門所受的垂直分力為

P,=A+%/油=〃.通力+（店-%R2）》S油7水

=1962x|x2+（l--x3.14）xl2x2x0.8x9810=7298.6N

4

垂直分力的方向垂直向上〉

4R4x1

垂直分力的作用線距A點的水平距離為1=—=0.425m

3萬3x3.14

對A點取矩，得FR=PJiD+PJ

則吐.吐里J772X。.722+7298.6x0.425“510，N=11.6KN

R1

4.水從水箱沿著長為L=2m,直徑d=40mm的豎直管流入大氣，不計管道的入口損失，

沿程損失系數(shù)人二0.04,試求管道起始斷面A的壓強與水箱內(nèi)的水位h之間的關(guān)系式。并

求當h為多少時，此斷面的壓強與水箱外的大氣壓強相等。

解：以管出口所在平面為基準面，列水箱液面和管出口間的伯努利方程

V2/v2

L+h=0+0H----1-A----

2gd2g

以管出口所在平面為基準面，列水箱液面和A截面間的伯努利方程

L+h=L+&+匚

Pg2g

由（1）得

Iv2

L4-/?=(1+-)—

d2g

Lh

［代入(2)得

2g>1-

d

%=2+L+h,

Pg1+/

d

代入數(shù)據(jù)整頓得20=上+2

3Pg3

2

A點壓強p=-(h-1)pg

由上式得h=b?7litp=0

5、如圖所示，某供水系統(tǒng)中一水平供水管道，直徑。=0.2m,拐彎處的彎角a=45°,

管中斷面1—1處的平均流速h=4m/s,壓強為9.8XlD4N/m2,若不計彎管內(nèi)的水頭損失,

求水流對彎管的作用力。

解：過水斷面1—1和2-2的斷面積、平均流速和壓強分別用A、

匕、P］和A?、％、〃2表達。以斷面1T和2-2之間的流體為分

離體，建立加圖所示坐標系。

則總流的動量方程在x軸和y軸的投影為

pQ(v2cos45°―匕)=aA-p2A2cos45°-RxpQissin45°

0

=—p2A2sin45+R、

n

即R\=PiA-p2A?cos45^-pQ(v2cos45一匕)

R、=p2A2sin45+pQy2sin45°

2

根據(jù)題意可知A=A2=^D

2=Av=-x3.14x0.22x4=0.126m3/s

4

由持續(xù)性方程可知，v,=v2=4m/s

同步，又由于彎管水平放置，且不計水頭損失，則由總流的伯努利方程可得

42

Pi=p2=9.8xlON/m

于是=AA=pj兀D?=9.8xl04xlx3.14x0.22=3077N

又p=10()()kg/m3

將上述這些數(shù)值代入前面二式，可求出R,、R、,得

Rx=p}A}-p2A2cos45°-pQ(v2cos45°-vt)

=3077-3077x--1000x0.126x(4x—-4)=1049N

R、=p2A2sin450+pQv2sin45°

=3077x—+1000x0.126x4x—=2532N

22

R=$R：+R2=Vl(M92+25322=2740.7N

江2.41

A；1049

a=tan12.41=67.5

水流對彎管的作用力R'與R大小相等，方向相反，即

R'=—R

6、同一水箱經(jīng)上、下兩孔口出流，求證：在射流交點處，h?i=t12y2。

已知:h]fha，yi?yio

健全列自由液面至兩噴孔的伯努利方程，可得

%=J2的,%=

；

乂知%=U]T1,x2=u2r2xi=x2

1212

）'|二六弓，%二產(chǎn)2

y=婷〃』

則=x2g%

r

y224/2gh?/?)

故有%%=%%，得證。

7、為測定一種閥門局部阻力系數(shù)，在閥門的上下游裝了3個測壓管，其間距L尸2.0m,

L2=3.0m,若直徑d=50mm,測壓管讀數(shù)分別為h|=100cm,h2=70cm,h?=20cm水流速

u=3.2m/So求閥門局茸阻力系數(shù)9？（15分）

解：以管道軸線所在平面為基準面，取如圖所示1-1,2-2,3-3過流斷面。

分別對1-1,2-2和2-2,3-3斷面列能量方程

4v-二j,

+--+h、

Pg2gPg2g

p,?%％?”,

—+z,-=—+23?+hw2-3

Pg2gPg2g

由持續(xù)性方程得

vI=v,，=vJ=v

取%%=1

乂Z|-z2=z?

1v2

=

hwl-2hf|—

d2g

22

..,0kVcv

%3=%+岫=2彳「+4反

整頓的紅衛(wèi)=丸匕匚

Pgd2g

%-〃3_/2v?"

代入數(shù)據(jù)求得

3.22

8、虹吸管將A池中的水輸入B池，已知長度(=3m,g=5m,直徑d=75mm,兩池水面

高差H=2m,最大超高h=1.8m,沿程阻力系數(shù)1=0.02,局部阻力系數(shù)：進口Kc=0.5,轉(zhuǎn)

彎Kb=0.3,出口K0=l,試求流量及管道最大超高截面的真空度。

(=3m,/2=5m,d=75mm,H=2m,h=1.8m,入=0.02,Ke=0.5,Kb=0.3,Ko=lo

睡之(1)列上下游水面間的伯努利方程，基準面取在下游水面上，得

流量為Q=■!?萬力萬=4X3.14X0.0752x3.16=0.014m3/s

44

(2)列上游水面至C截面間的伯努利方程，基準面取在上游水面上，得

0=+夕8〃+(1++K?+%,);。萬之

a2

因此，管道最大超高截面的真空度為

Pvc=_〃mc=+(I+丸4+兄+Kb)〈2日2

a2

QI

=lOOOx[9.81x1.8+(14-0.02x+().5+().3)x-x3.162]=30.64kN/m2

9、平面不可壓縮流體速度分布為匕=4x+l,vy=-4y0求：

(1)該流動滿足持續(xù)性方程否？(2)勢函數(shù)小、流函數(shù)中存在否?若不存在，闡

明原因。若存在，求勢函數(shù)4)、流函數(shù)力

解：(])由于學(xué)+學(xué)=4-4=0,故該流動滿足持續(xù)性方程

dxdy

(2)由3尸,(”:—半尸工(_4+4)=0,故流動有勢，勢函數(shù)。存在，由

2oxoy2

于該流動滿足持續(xù)性方程，流函數(shù)力存在。

因"=酶=迎=4x+l

dxdy

Vy=-_4y

dydx

d6啜dx+

—dy=Vxdx+Vydy=(4x+1)dx+(-4y)dy

<l>=Jd6=J曳dx+型dy=fVxdx+Vydy=j(4x+1)dx+(-4y)dy

dxdyJ

=2x2-2y2+x

d*=SLULdx+-dy=-Vydx+Vxdy=4ydx+(4x+1)dy

dx/

d問力x+mdy=J-Vydx+Vxdy=j4ydx+(4x+1)dy

=4xy+y

10、平面不可壓縮流體速度分布為匕=4x+l,vy=-4y0求：

(1)該流動滿足持續(xù)性方程否？(2)勢函數(shù)中、流函數(shù)巾存在否?若不存在，闡

明原因。若存在，求勢函數(shù)4)、流函數(shù)2

解：(1)由于絲+也=2x+l—(2x+l)=0,故該流動滿足持續(xù)性方程，流動存在.

OXOX

IdVvdVx1

(2)由3z=—(—--------)=—(―2y—(―2y))=0,故流動有勢，勢函數(shù)6存在，由

2oxdy2

于該流動滿足持續(xù)性方程，流函數(shù)小也存在.

(3)因Vx=—=—=x2-y2+x,Vy=—=--=-(2xy+y).

dxdy'dydx

d<l>=—dx+—dy=Vxdx+Vydy=(x2-y2+x)dx+(-(2xy+y).)dy

dxdy

<b=jd<l>=J竽dx+，dy=JVxdx+Vydy=j(x2-y2+x)dx+(-(2xy+y))dy

-dx+^(~dy=-Vydx+Vxdy

-----xy2+(x2-y2)/2d巾二

3dxdy

dx+—dy=[-Vydx+Vxdy=f

力=…J詈(2xy+y)dx+(x2-y2-x)dy

dyJJ

=x2y+xy-y3/3

11、如下圖，圓柱閘門長L=4m,直徑D=lm,上下游水深分別為Hi=Im,H2=0.5m,

試求此柱體上所受的靜水總壓力。

解：閘門所受的水平分力為上下游水對它的水平作用力的代數(shù)和，方向向右

Px=9800((1/2)x1x4-(0.5/2)x0.5x4)=14700^

閘門所受的垂直分力Pz方向向上，大小為

3fD)

B=%V=9800xj“萬'xL=23090N

閘門所受水的總壓力P=《+P：=27373N

P

壓力與水平夾角為arctan—=57.52°

R

12、水流經(jīng)IM)。彎管自噴嘴流出,如管徑D=100mm,噴嘴直徑d=25mm,管

道前端測壓表讀數(shù)M=196.5kN/n?,求法蘭盤接頭A處，上、下螺栓的受力狀

況。假定螺栓上下前后共安裝四個，上下螺栓中心距離為175mm,彎管噴嘴和

水重為150N,作用位置如圖。

m

300m

1底

0

0

6

在水

軸線所

取噴嘴

體，

控制

作為

流段

彎曲

間的

出口

噴嘴

A至

蘭盤

取法

解：

。

所示

如圖

標系

立坐

，建

準面

為基

平面

性方程

列持續(xù)

(1)

①

2%

=(4)

寫成

2…或

_乃C/

〃=2

，4。2

-

D

4

4

利方程

的伯努

出口間

至噴嘴

列A

(2)

2

2

_?

,?1

,?

Pml

②

..

-...

-------

1-Z.H

-------

2g

2g

/

得

②，

入式

①代

將式

±+4

)4]=&

(三

%一

7?

。

2g

/s

20.01m