中矿大-流体力学试卷及答案A(过控07).doc

一名词解释（共10小题，每题3分，共30分）粘性；边界层厚度；逆压力梯度；输运公式、沿程阻力损失、剪切流、水力光滑管、偶极流、速度梯度、连续介质假说二、填空题（本大题共7小题，每小题2分，共14分）错填或未填均无分。1 仅在自由表面存在，液体内部并不存在，所以说它是一种局部受力现象。2在同一种静止液体中（液面与大气接触），任意一点的静水压强由两部分组成；一部分由液面传来的大气压pa，另一部分是 与液体容重的乘积。3任何曲面壁上的静水总压力的水平分力及竖向分力都可合并成一个合力和一个 。4测压管可以用来测量静压， 可以用来测量动压、静压或全压。5应用恒定流的伯努力方程时，两个计算断面应选择在 断面上。6两液流力学相似必须满足几何相似，运动相似 ，动力相似和边界条件相似；非恒定流还需要满足 相似。7量纲分析方法要求所选择的基本物理量参数至少应包含一个几何特征参数，一个流体性质参数和一个 参数。三选择题（共8小题，每题2分，共16分）1粘性流体测压管水头线沿流程的变化的规律：A、沿程下降 B、沿程上升 C、保持水平 D、前三种情况都有可能。2圆管层流流动中，过流断面上切应力分布为( )。3流动有势的充分必要条件是( )；A、流动是无旋的； B、必须是平面流动；C、必须是无旋的平面流动； D、流线是直线的流动。4流函数(又称拉格朗日流函数)存在的充分必要条件是( )；A、有势流动；B、不可压缩流体的流动；C、平面流动；D、不可压缩流体的平面流动。5比较重力场（质量力只有重力）中，水和水银所受的单位质量力f水和f水银的大小？A、 f水f水银；C、f水=f水银； D、不一定。6绝对压强pabs与相对压强p 、真空度pv 、当地大气压pa之间的关系是：A、 pabs =p+pv； B、 p=pabspa C、 pv= pa+pabs D、 p=pabs+pa7. 在重力作用下静止液体中，等压面是水平面的条件是A、同一种液体 B、相互连通C、不连通 D、同一种液体，相互连通8如图所示，下述静力学方程哪个正确？ 四计算题（共3小题，共40分）2 如图所示，水从3m宽的矩形水渠经闸门流下，流量为13m3/s，闸门前后的水位分别为2m和1m。试求作用在闸门上的力。（20分）3流函数=x+x2-y2，判断流动是否有势，若有势，试求速度势。（10分）工程流体力学试题答案及评分标准 一名词解释（共10小题，每题2分，共20分）1粘性流体在受到外部剪切力作用时发生变形(流动)，其内部相应要产生对变形的抵抗，并以内摩擦力的形式表现出来，这种流体的固有物理属性称为流体的粘滞性或粘性2边界层厚度流体绕流物体，在物面流速从0逐渐增加到势流区的u0，人为约定u=0.99 u0处为边界层的外边界，u=0到u=0.99 u0之间为边界层厚度。3逆压力梯度沿流动方向压力逐渐增加，边界层的流动受压力抑制容易产生分离4输运公式将基于“系统”的质量、动量和能量守恒原理转换成与控制体相关的表达式。5、沿程阻力损失粘性流体存在阻碍流体运动的剪切力，表现为伯努力能量守恒方程中的正比于流程，与雷诺数相关的能量损失项。6、剪切流两平行平板之间的流体，因其中一块板的拖动而形成的流动方向上无压差的流动。7水力光滑管边界层厚度大于管壁粗糙度，流动不受管壁粗糙度影响。8偶极流由相距2a的点源与点汇叠加后，令a趋近于零得到的流动9速度梯度速度在垂直与速度方向上的变化率。10连续介质假说将流体视为由连续分布的质点构成，流体质点的物理性质及其运动参量是空间坐标和时间的单值和连续可微函数。二填空题（共7小题，每题2分，共14分）1.表面张力、2.淹深h、3.合力矩、4.皮托管、5.均匀流、6.初始条件、7.流动特征三选择题（共8小题，每题2分，共16分） 1D；2D；3A；4D；5C；6B；7D；8B；三计算题（共3小题，共40分）2、解: 设闸门受力为F；（2分）Q=13 m3/sV1=13/(32)=2.17 m/s（1分） V2=13/(31)=4.33 m/s（1分） 由动量定理：一名词解释（共10小题，每题3分，共30分）粘滞性；量纲和谐；质量力；微元控制体； 稳态流动；动量损失厚度；水力当量直径；逆压力梯度；连续介质假说；淹深二选择题（共10小题，每题2分，共20分）1液体粘度随温度的升高而_，气体粘度随温度的升高而_( )。A.减小，增大； B.增大，减小； C.减小，不变； D.减小，减小2等角速度w旋转容器，半径为R，内盛有密度为r的液体，则旋转前后容器底压强分布( )； A.相同；B.不相同；底部所受总压力() 。 A.相等； B.不相等。3某点的真空度为65000 Pa，当地大气压为0.1MPa，该点的绝对压强为：A. 65000Pa； B. 55000Pa； C. 35000Pa； D. 165000Pa。4静止流体中任意形状平面壁上压力值等于_ 处静水压强与受压面积的乘积（ ）。A.受压面的中心; B.受压面的重心; C.受压面的形心; D.受压面的垂心;5粘性流体静压水头线的沿流程变化的规律是( )。A沿程下降 B沿程上升 C保持水平 D前三种情况都有可能。6流动有势的充分必要条件是( )。A流动是无旋的； B必须是平面流动；C必须是无旋的平面流动；D流线是直线的流动。7动力粘滞系数的单位是( )。A Ns/m B. Ns/m2 C. m2/s D. m/s8雷诺实验中，由层流向紊流过渡的临界流速 和由紊流向层流过渡的临界流速之间的关系是( )。A. ； B. ； C. ； D. 不 确 定9在如图所示的密闭容器上装有U形水银测压计,其中1、2、3点位于同一水平面上，其压强关系为：A. p1=p2=p3； B. p1p2p3； C. p1p2p3； D. p2p1pa； C. p0pa； D. 无法判断。3在研究流体运动时，按照是否考虑流体的粘性，可将流体分为( )。A. 牛顿流体及非牛顿流体；B. 可压缩流体与不可压缩流体；C. 均质流体与非均质流体；D. 理想流体与实际流体。4比较重力场（质量力只有重力）中，水和水银所受的单位质量力f水和f水银的大小？A. f水f水银；D、不一定。5流动有势的充分必要条件是( )。A. 流动是无旋的； B. 必须是平面流动；C. 必须是无旋的平面流动； D. 流线是直线的流动。6 雷 诺 数 Re 反 映 了( )的 对 比 关 系A.粘滞力与重力 B.重力与惯性力 C. 惯性力与粘滞力D. 粘滞力与动水压力7一密闭容器内下部为水，上部为空气，液面下4.2m处测压管高度为2.2m，设当地大气压为1个工程大气压，则容器内气体部分的相对压强为_ 水柱（ ）。 A. 2m B. 1m C. 8m D. 2m8如图所示，下述静力学方程哪个正确？ 9下列压强分布图中哪个是错误的？10粘性流体总水头线沿程的变化是( ) 。A. 沿程下降 B. 沿程上升 C. 保持水平 D. 前三种情况都有可能。三计算题（共3小题，共50分）1 如图所示，有一盛水的开口容器以3.6m/s2的加速度沿与水平成30夹角的倾斜平面向上运动，试求容器中水面的倾角，并分析p与水深的关系。（15分）2有一的文德利管，接入铅垂的输油管上，油的流动方向朝上。已知喉部与进口截面间的高度差为30cm，图中U形管读数为25cm水银柱，试求油的流量以及进口与喉部两截面之间的压力差。（）（20分）3. 不可压缩平面流动的流函数为，试判断是否存在势函数，如果存在，求其势函数。（15分）工程流体力学试题答案及评分标准 一名词解释（共10小题，每题2分，共20分）1粘滞性流体在受到外部剪切力作用时发生变形(流动)，其内部相应要产生对变形的抵抗，并以内摩擦力的形式表现出来，这种流体的固有物理属性称为流体的粘滞性或粘性2迹线流体质点的运动轨迹曲线流线同一瞬时，流场中的一条线，线上每一点切线方向与流体在该点的速度矢量方向一致3层流流体运动规则、稳定，流体层之间没有宏观的横向掺混4量纲和谐只有量纲相同的物理量才能相加减，所以正确的物理关系式中各加和项的量纲必须是相同的，等式两边的量纲也必然是相同的5偶极流由相距2a的点源与点汇叠加后，令a趋近于零得到的流动6排挤厚度粘性作用造成边界层速度降低，相比理想流体有流量损失，相当于中心区理想流体的流通面积减少，计算时将平板表面上移一个厚度，此为排挤厚度7顺压力梯度沿流动方向压力逐渐降低，边界层的流动受压力推动不会产生分离8时均速度湍流的瞬时速度随时间变化，瞬时速度的时间平均值称为时均速度9输运公式将系统尺度量转换成与控制体相关的表达式10连续介质假说将流体视为由连续分布的质点构成，流体质点的物理性质及其运动参量是空间坐标和时间的单值和连续可微函数。二选择题（共10小题，每题3分，共30分） 1BC；2B；3D；4B；5A；6C；7D；8B；9B；10A三计算题（共3小题，共50分）1 如图所示，有一盛水的开口容器以3.6m/s2的加速度沿与水平成30夹角的倾斜平面向上运动，试求容器中水面的倾角，并分析p与水深的关系。解：根据压强平衡微分方程式：（1分）单位质量力：（2分）在液面上为大气压强，代入（1分）由压强平衡微分方程式，得： （2分）（2分）任意点：（4分）代入自由面方程得：p与淹深成正比。 （3分）2有一的文德利管