浙大工程流体力学试卷及答案

2002 20032002 2003 学年工程流体力学期末试卷学年工程流体力学期末试卷 一 单选题 每小题 2 分 共 20 分 1 一密闭容器内下部为水 上部为空气 液面 下 4 2 米处的测压管高度为 2 2m 设当地压强为 98KPa 则容器内液面的绝对压强为 水柱 a 2m b 1m c 8m d 2m 2 断面平均流速 与断面上每一点的实际流速u 的关系是 a u b u c u d u或 u 3 均匀流的定义是 a 断面平均流速沿流程不变的流动 b 过流断面上各点流速相互平行的流动 c 流线皆为平行直线的流动 d 各点流速皆相等的流动 4 与牛顿内摩擦定律有关的因素是 a 压强 速度和粘度 b 流体的粘度 切应力与角变形率 c 切应力 温度 粘度和速度 d 压强 粘度和角变形 5 流量模数 K 的量纲是 a L3T 2 b L3T 1 c L2T 1 d L2T 1 6 设模型比尺为 1 100 符合重力相似准则 如果模型流速为 0 6m s 则原 型流速 a 60m s b 0 006m s c 60000m s d 6m s 7 在孔口的水头值与孔口的面积相同的情况下 通过管嘴的流量 孔口的流 量 a 等于 b 大于 c 小于 d 不能判定 8 圆管流中判别液流流态的下临界雷诺数为 a 2300 b 3300 c 13000 d 575 9 已知流速势函数 求点 1 2 的速度分量为 a 2 b 3 c 3 d 以上都不是 10 按 与 之比可将堰分为三种类型 薄壁堰 实用堰 宽顶堰 a 堰厚 堰前水头 b 堰厚 堰顶水头 c 堰高 堰前水头 d 堰高 堰顶水 头 二 简答题 共 24 分 1 静水压强的特性 6 分 2 渐变流的定义及水力特性 6 分 3 边界层的定义及边界层中的压强特性 6 分 4 渗流模型简化的原则及条件 6 分 三 计算题 共 56 分 本小题 14 分 有一圆滚门 长度L 10m 直径D 4m 上游水深H1 4m 下游水深H2 2m 求作 用在圆滚门上的水平和铅直分压力 题 1 图题 2 图 2 本小题 12 分 设导叶将水平射流作 的转弯后仍水平射出 如图所示 若已知最大可能的支撑 力为F 射流直径为d 流体密度为 能量损失不计 试求最大射流速度V1 3 本小题 16 分 由水箱经变直径管道输水 H 16m 直径 d1 d3 50mm d2 70mm 各管段长度见图 沿程阻 力系数 突然缩小局部阻力系数 对应细管流速 其他局部阻 力系数自定 1 试求流量 Q 10 L S V1 5 1m s v2 2 6m s 2 定性绘制出管道的测压管水头线与总水头 线 4 本小题 14 分 某梯形断面棱柱体密实粘土渠道 底坡i 0 0002 边坡系数m 2 0 糙率n 0 023 设计底宽b 14m 设计水深h0 2 5m 不冲允许流速 0 85R0 25 不淤 允许流速 0 4 0 6m s 1 求渠道的设计流量 3 校核渠道是否满足不冲不淤要求 试卷答案 返回 2002 20032002 2003 学年工程流体力学期末试卷答案学年工程流体力学期末试卷答案 一 单选题 每小题 2 分 共 20 分 c d c b b d b a b b 二 简答题 共 24 分 1 一个特性 3 分 2 定义 3 分 特性 平面 1 分 符合静水压强分布 2 分 3 定义 4 分 特性 2 分 4 原则 2 分 条件 4 分 三 计算题 共 56 分 本小题 14 分 左边水平力 3 分 方向 1 分 右边水平力 3 分 方向 1 分 Fx 588KN 垂直压力 5 分 方向 1 分 Fz 923KN 2 本小题 12 分 V12 2F D2 公式 6 分 结果 6 分 3 本小题 16 分 1 10 分 能量方程 4 分 连续性方程 2 分 水头损失系数计算 2 分 结果 2 分 2 6 分 错一处 扣 1 分 4 本小题 14 分 水力半径R的计算 2 分 R 1 886m Q的计算公式和结果 6 分 Q 44 6m3 s 平均流速V的计算 2 分 V 0 938m s 不冲流速计算 2 分 V 0 996m s 比较结果 2 分 查看试题 2003 2004 学年工程流体力学期末试卷学年工程流体力学期末试卷 一 填空题 除填空题 除 8 8 9 9 1010 小题每空小题每空 2 2 分外 其余每空分外 其余每空 1 1 分 共分 共 1818 分 分 1 浮体的稳定平衡条件为 潜体的稳定平 衡条件为 2 两根直径不等的圆形管道 通过的液体不同 它们的临界雷诺数 相等 不 等 3 要使圆柱形外管嘴正常工作 管内真空度不超过 水柱 则管嘴的最大作用水头 H 为 4 半满圆管流 直径 则其水力半径为 5 圆管层流的动能修正系数与动量修正系数均 大于 小于 等于 圆管紊流 这是因为紊流过水断面上流速分布比层流过水断面上流速分布更 均匀 不均匀 6 欧拉加速度包括位变加速度和时变加速度 而在恒定流中 加速度为零 7 满足重力相似准则 佛汝德准则 流量 流速 时间比尺同长度比尺 的 关系是 8 有一矩形无侧收缩薄壁堰 已知堰宽 B 0 5m 堰上水头 H 0 2m 流量系数为 0 42 当 堰流为自由出流时 通过薄壁堰的流量为 9 煤油管路上的文丘利流量计中通过的流量为 100 煤油运动粘度为 4 5 10 现用运动粘度为 1 10 的水在缩小为原型 1 3 的模型上试验 则模型 上的流量为 10 已知流速势 则可得流速分布场为 ux uy 二 单项选择题 在每小题的四个备选答案中 选出一个正确的 并将其号码写在题后的括号单项选择题 在每小题的四个备选答案中 选出一个正确的 并将其号码写在题后的括号 内 每小题内 每小题 2 2 分 共分 共 2424 分 分 1 与牛顿内摩擦定律有关的因素是 A 压强 速度和粘度 B 流体的粘度 切应力和角变形率 C 切应力 温度 粘度 和速度 D 压强 粘度和角变形 2 满足下列哪个条件 方程 常数 为流体的密度 为断面平均流速 A 为 总流的过流断面面积 就能成立 A 理想流体 B 恒定流动 C 流体不可压缩 D 流动无旋 3 圆管紊流核心处的流速分布呈 分布 A 抛物线型 B 对数或指数规律 C 线性 D 均匀 4 明渠非均匀流的三种流态 急流 缓流和临界流 可用下列哪种方法来进行判别 A 弗劳德数 B 临界底坡 C 临界水深 D 以上三种方 法均可 5 压 力 表 的 读 值 是 A 绝 对 压 强 B 绝 对 压 强 减去当 地 大 气 压 C 绝 对 压 强 加 当 地 大 气 压 D 当 地 大 气 压减去 绝 对 压 强 6 水 在 等 直 径 垂 直 管 道 内 流 动 相 距 的 两 断 面 间 的 水 头 损 失 等 于 7 作为均匀流的定义 下面几种提法中哪一种是正确的 A 断面平均流速沿流程不变的流动 B 流线皆为平行直线的流动 c 过流断面上各点的流速相互平行的流动 D 各点流速皆相等的流动 8 圆管均匀流中 过流断面上切应力分布为 9 作用水头和直径都相同的孔口 管嘴 其出流流速和出流流量之间的关系是 A V孔 V嘴 Q孔 Q嘴 B V孔 Q嘴 C V 孔 V 嘴 Q 孔V 嘴 Q 孔 Q 嘴 10 渗透系数反映土的透水性 其量纲是 A 与流速相同 B 与流量相同 C 与面积相同 D 无量纲 11 粘性底层的厚度随雷诺数的 而 A 减小 减小 B 增大 增大 C 增大 减小 D 以上三种情况都不对 12 一封闭容器水面的绝对压强 p 85kPa 中间玻璃管两端开口 当既无空气通过玻璃管进 入容器 又无水进入玻璃管时 玻璃管应深入水面下的深度 h 为 三 简答题 共三 简答题 共 2222 分 分 1 简述渗流模型及其应满足的条件 6 分 2 试述明渠均匀流 非均匀流时的断面单位能量 Es 和单位重量流体所具有的总机械能 E 沿程变化情况 6 分 3 试述流函数的两个特性 4 分 4 设定性画出图示管道的测压管水头线和总水头线 管径沿程不变 6 分 四 计算题 共四 计算题 共 3636 分 分 1 钢制空心圆柱一侧挡水 园柱直径 挡水高度 求每米长的圆柱所 受的水平压力和垂直水压力的大小及作用位置 并说明此水平压力和垂直压力的合力通过 圆心 半圆的重心离半圆圆心的距离 为半径 12 分 题 1 图 题 3 图 2 有一土质渠道 其底坡 i 0 005 边坡系数 m 1 5 粗糙系数 n 0 025 流量 Q 3m3 s 不 冲流速为 1 5m s 如果按水力最优断面条件设计 断面尺寸如何 是否符合不冲条件 12 分 3 有一中等直径钢管并联管路 流过的总流量为 0 08m3 S d1 200mm d2 200mm 长度 l1 200m l2 800mm l1 l2 0 024 12 分 1 求并联管中的流量 Q1 Q2 A B 两点间的水头损失 2 若将两管道改为串联 并且管道两端 A B 间的水头损失维持不变 求管道中所通过的 流量 Q 试卷答案 返回 2003 2004 学年工程流体力学期末试卷参考答案学年工程流体力学期末试卷参考答案 一 填空题 除一 填空题 除 8 8 9 9 1010 小题每空小题每空 2 2 分外 其余每空分外 其余每空 1 1 分 共分 共 1818 分 分 1 定倾中心在重心之上 浮心在重心之上 2 相等 3 10m 4 100mm 5 大于 均匀 6 时变 7 8 0 00376m3 s 9 7 41L s 10 2x 1 2y 二 单项选择题 在每小题的四个备选答案中 选出一个正确的 并将其号码写在题后的括号二 单项选择题 在每小题的四个备选答案中 选出一个正确的 并将其号码写在题后的括号 内 每小题内 每小题 2 2 分 共分 共 2424 分分 1 B 2 B 3 B 4 D 5 B 6 A 7 B 8 B 9 A 10 A 11 C 12 C 三 简答题 共三 简答题 共 2222 分 分 1 答 渗流模型是忽略了土壤颗粒的存在 认为水充满整个渗流空间的模型 且满足 1 对同一过水断面 模型的渗流量等于真实的渗流量 2 作用于模型任意面积上的渗流压力 应等于真实渗流压力 3 模型任意体积内所受的阻力等于同体积真实渗流所受的阻力 2 答 明渠均匀流 Es 沿程不变 而总机械能E沿程总是减小 明渠非均匀流 Es 沿程可增大 减小 也可不变 而总机械能E沿程总是减小 3 答 1 流函数等值线就是流线 2 不可压缩流体的平面流动中 任意两条流线的流函数之差 dy 等于这两条流线间所通 过的单位宽度流量 dq 4 答 如图所示 四 计算题 共四 计算题 共 36 分 分 1 12 分 1 设 求 圆 柱 每 米 长 度 上 所 受 的 力 2 分 作 用 点 离 水 面 1 分 方 向 向 左 1 分 3 分 作 用 点 半 圆 重 心 离 圆 心 1 分 方 向 向 上 1 分 2 合 力 作 用 点 合 力 要 通 过 圆 心 如 图 所 示 则 力 三 角 形 必 须 满 足 而 3 分 故 合 力 通 过 圆 心 2 12 分 按 水 力 最 优 条 件 设 计 有 2 分 且 2 分 2 分 3 分 2 分 不 满 足 抗 冲 条 件 1 分 3 12 分 1 并联 2 分 Q Q1 Q2 1 分 v2 0 85m s v1 2v2 1 70m s 2 分 Q2 0 027 m3 S Q1 0 053 m3 S 1 分 2 串联 2 分 d1 d2 Q1 Q2 1 分 有 v1 v2 0 76m S 2 分 Q 0 024m3 S 1 分 查看试卷 返回 课程性质与目的课程性质与目的 工程流体力学是研究流体的机械运动规律及其应用的学科 是土木 水利类专业的一门必 修的基础课程 本课程的目的是 通过各教学环节的学习 使学生掌握流体运动的基本概念 基本理论 基本计算方法与实验技能 培养分析问题的能力和创新能力 为学习专业课程 并为将来在土 木 水利工程各个领域从事专业技术工作打下基础 流体力学课程在专业教学中将为专门水力学 水文学 土力学 工程地质 土木工程施工 建 筑设备等多门专业基础课程和专业课程阐释所涉及的流体力学原理 帮助学生进一步认识土木 水利工程与大气和水环境的关系 本课程应达到的基本要求 本课程应达到的基本要求 一 具有较为完整的理论基础 包括 1 掌握流体力学的基本概念 2 熟练掌握分析流体流动的总流分析方法 熟悉量纲分析与实验相结合的方法 了解求解 简单平面势流的方法 3 掌握流体运动能量转化和水头损失的规律 对绕流阻力有一定了解 二 具有对一般流动问题的分析和计算能力 包括 1 水力荷载的计算 2 管道 渠道和堰过流能力的计算 井的渗流计算 3 水头损失的分析和计算 三 掌握测量水位 压强 流速 流量的常规方法 具有观察水流现象 分析实验数据和编 写报告的能力 浙江大学建筑工程学院 2007 2008 学年流体力学课程总学时为 56 学时 其中 16 学时为实验 40 学时为理论教学 理论教学教师邵卫云 张燕 包志仁 胡云进 课时安排参考 理论教学教师邵卫云 张燕 包志仁 胡云进 课时安排参考 章 名主 要 内 容学时数 第一章 绪论流体力学的研究方法 主要物理性质 2 学时 第二章 流体静力 学 流体静压强特性 流体静压强分布规律 压力体 作用在平面 与曲面上的静水总压力 浮体的稳定性 6 学时 第三章 流体动力 学基础 流体动力学基本概念 无旋流 连续性微分方程 理想流体运 动微分方程 伯努利方程 速度势函数和流函数 6 学时 第四章 恒定总流 基本方程 总流分析法 恒定总流的连续性方程 能量方程和动量方程及 其综合应用 4 学时 第五章 量纲分析 与相似原理 流动相似概念 雷诺准则 弗劳德数准则 量纲和谐原理 瑞 利法和 定理 2 学时 第六章 流动阻力 和水头损失 层流和紊流的判别 圆管层流与紊流的流速分布 紊流脉动与 时均化 紊动附加切应力 混合长度理论 沿程水头损失与局 部水头损失的计算 边界层与边界层分离 6 学时 第七章 孔口及管 嘴不可压缩流体 恒定流 薄壁小孔口的计算 管嘴出流的计算 孔口的非恒定流 2 学时 第八章 有压管道 流动 短管与长管的水力计算 水头线的绘制 管网计算原理 水击 现象 水击波的传播过程 3 学时 第九章 明渠流动 明渠均匀流的产生条件 水力特征 水力计算 水力最优断面 断面单位能量 临界水深 临界底坡 微波流速 缓流 急流 5 学时 临界流 棱柱形渠道恒定渐变流水面曲线 水面曲线的计算 水跃现象和水跌现象 第十章 堰流堰流的基本公式 各种堰流的流量计算 2 学时 第