浙江海洋学院流体力学2006级期末试卷及答案分析.doc

1、沿流线的伯努利方程的成立条件是质量力有势。 （ ）2、流体速度的旋度在流体力学中称为涡量。 （）3、流体微团的运动可分解成平移、旋转、线变形和角变形。（ ）4、定常流动中的流线与迹线重合。（ ）5、作用在流体上的力有质量力、表面力。 （ ）6、柯西黎曼条件为： （ ）7、无环量圆柱绕流的外部流场可认为是均匀流和偶极子的组合。（ ）8、流线密的地方流速就快。 （ ）9、雷诺数反映了流体运动的惯性力与粘性力之比。 （ ）10、无旋必然有势，有势不一定无旋。 （ ）1、什么是连续介质模型？ 答：连续介质模型认为物质是连续地无间隙地分布于物质所占有的整个空间，流体的宏观物理量是空间点及时间的连续分布函数。在连续介质中，常把较微观粒子结构尺度大的多而较宏观结构特征尺度小的多的流体团，称为质点。因此，流体质点包含着大量流体分子，但其宏观尺度又很小。流体由连续分布的流体质点所组成。2、什么是牛顿流体？写出牛顿切应力公式，并说明其适应范围。答：切应力与剪切速率之间满足牛顿切应力公式的线性关系式的流体称为牛顿流体。牛顿切应力公式：适应范围：只能应用或推广应用于流体做层流运动的情况。3、简述描述流体运动的两种方法。答：描述流体运动的两种方法为拉格朗日方法和欧拉方法。拉格朗日方法着眼于流体质点的情况，设法描述出每一个流体质点在空间自始至终的运动过程，即它们的位置随时间的变化规律。欧拉方法着眼于充满运动流体的空间各点的情况，也就研究流体发生空间场。4、什么是系统？什么是控制体？系统和控制体的边界各有何特点？答:系统是指由固定不变的物质所组成的任何集合。在此系统以外的事物称为外界，在系统与外界之间以边界来划分。系统是与拉格朗日观点相联系的。系统的边界有如下特点：（1）系统的边界随着流体一起运动。（2）在系统的边界处没有质量交换.（3）在系统的边界上，受到外界作用在系统上的表面力。（4）在系统边界上可以有能量交换，即可以有能量进出系统的边界。控制体是指相对于某个坐标系来说，被流体流过的固定不变的任何体积称之为控制体。控制体的边界面称为控制面。控制体的观点是与欧拉方法相联系的。控制体的边界面有如下特点：（1）控制体的边界（控制面）相对于坐标系是固定的。（2）在控制面上可以有质量交换。（3）在控制面上受到控制体以外物体加在控制体之内物体上的力。（4）在控制面上可以有能量交换，即可以有能量进出控制面。5、什么是流函数，它具有哪些性质？答：对于不可压流体的平面运动，有为此，可以定义一个标量函数，令：，该函数称为流函数。流函数有两个基本性质：（1）等流函数线为流线；（2）两点的流函数值之差等于过此两点连线的流量。三、计算题（每题10 分，共40分）（酌情给分）1已知速度的拉格朗日表示为求（1）t=1时流体质点的分布规律；（2）（a,b,c,）=(1,1,1)这一质点的运动规律（3）质点加速度解：由，积分得代入初始条件：得所以得流体质点的一般分布规律为（1）t=1时流体质点的分布规律为代入t=1得（2）（a,b,c,）=(1,1,1)这一质点的运动规律为代入得（3）质点加速度为2.已知流动速度场为。试求：（1）在t=t0 瞬间，过A（x0，y0，z0）点的流线方程；（2）在t=t0 瞬间，位于A（x0，y0，z0）点的轨迹方程。解：（1）由流线方程：，代入已知条件有积分得，即：由初始条件：，得故流线方程为：（2）轨迹方程由，代入本题已知条件方程化为，积分得，即代入初始条件得，所以轨迹方程为：3.已知下列速度势函数，求相应的流函数。解：4. 已知平面流动的速度分布为，求：（1）是否满足连续性方程；（2）流动是否有旋；（3）判断是否存在势函数和流函数，若存在，写出表达式。解：（1），连续性方程得到满足。（2），所以流动有旋。（3）因为流动为不可压流体的有旋运动，故流函数存在，速度势不存在。四、综合题（15分）（酌情给分）设复势为试分析它们是由哪些基本流动组成的？并求沿圆周的速度环量及通过该圆周的流体体积流量。 解：（1）按基本流动展开即得第一问。 （2）按多连通计算