2022年西南交大流体力学参考答案及评分标准

1、第 1 页 共 7 页工程流体力学试卷a参考答案及评分标准课程代码 0137400 课程名称工程流体力学考试时间 120 分钟题号一二三四五六七八九总成绩得分阅卷教师签字：一、单项选择题 （共 10 分，每题 1 分）1. c 2. d 3.b 4. d 5. a 6. b 7.c 8.c 9.b 10. d 二、多项选择题 （共 6 分，每题 2 分）11.abcde 12. abcde 13.abc 三、 （14 分）方法一：从vv出发进行设计 判断过流形式：m80.08 .95.380.00.12222gvhc（2 分）m0 .1m04.180.03 .13.1hhc，自由式过水（1 分

2、） 计算孔径：m3 .65.380.080.085.012vhqbcv（ 2分）选标准孔径b=8mb。（2 分） 校核：m68.0)885.0(8.9120.1)(322322bgqhvc（2 分）hhcm89.068.03.13.1，转变为淹没式过水（1 分）s/m76.10.1885.012bhqvv（2 分）m2 .1m18.10 . 195.08. 9276.1222220hhgvhh（可）（2 分）方法二：从hh出发进行设计班级学号姓名密封装订线密封装订线密封装订线精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页，共 7 页 - -

3、- - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页，共 7 页 - - - - - - - - -第 2 页 共 7 页 判断过流形式：m74.08. 095. 012180.095.00.1221232223222hhc（2 分）m0.1m96.074.03.13.1hhc，淹没式过水（1 分） 计算孔径：m5.7)(2hhghqbv（2 分）选标准孔径b=8mb。（2 分） 校核：m68.0)885.0(8.9120.1)(322322bgqhvc（2 分）hhcm89.068.03.13.1，仍为淹没式过水（1 分

4、）s/m76.10.1885.012bhqvv（ 2 分）m2 .1m18.10 . 195.08. 9276.1222220hhgvhh（可）（2 分）四、 （10 分）由322gbqhvc得23bghqcv(1) (2 分) 由2h得b=2h，r=0.5h ，a=2h2（2 分）又322213221)5.0(2hhniarniqv(2) （1 分）将式（ 1）与式（ 2）联立，整理化简得3323521)5.0(cghhni而0 .1精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页，共 7 页 - - - - - - - - -精品学习资料

5、可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页，共 7 页 - - - - - - - - -第 3 页 共 7 页则m54.15 .05332213ighnhc（2 分）b=3.08m （1 分）23bghqcv=2.0m3/s （2 分）五、 （10 分）解：设),(glvff选 v、l、为基本量， m=3，变量数 n=5，则可组成二个数，以0),(21代替上述 5 个变量之间的关系式，其中glvflv22211121（3 分）将数方程写成量纲形式-2-3-11mlt)ml(l)lt(dim111m ：011l：013111t：021解得21，21，1

6、1则221lvf（2.5 分）-2-3-12lt)ml(l)lt(dim222m：02l：013222t：022解得22，12，02则22vgl又可写为glv22（2.5 分）故有)(211，即精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页，共 7 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页，共 7 页 - - - - - - - - -第 4 页 共 7 页)(2122glvlvf（2 分）六、 （10 分）解：o 点处的压强为kpa2.212hh

7、hpo油水水银（2 分）弧形闸门所受液体压力的水平分力为kn76.1)2(rbrpfox油（2 分）阴影部分为压力体底面积图图 1弧形闸门所受液体压力的垂直分力为kn72.14)(2rrrpbvfopz油油油（2分）总压力作用线与水平线的夹角4 .44xzffarctg（1 分）总压力作用点 d 到 o 点的水平距离、竖直距离分别为m143.0cosrxdm06.0sinrrzd因闸门处于平衡状态，则有0om，即由图可知0dzdxxfzfrf（2 分）则f=1758n （1 分）七、 （15 分）解：精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 4

8、 页，共 7 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 4 页，共 7 页 - - - - - - - - -第 5 页 共 7 页图 1 （1 分）图 2（2 分）列 1-1 断面、 2-2 断面伯努利方程（三选见图1）gvgvhagvah22. 022222221即gvgvhh222.12122（1）（2 分）据连续性方程bhvahbv21)(得2215.0vahhvv（2）（2 分）将式（ 2）代入式（ 1） ，整理化简得m/s27.295.0)(22hhgv（2 分）/sm7.132hbvqv（1

9、分）取控制体进行受力分析见图2，列流动方向的动量方程)(112221vvqfffvpp则)(112221vvqfffvpp（2 分）其中bahfp21)(5 .0，bhfp225 .00 .121故kn34.6)(5.0)(5.01222vvqbhbahfv（2 分）水流对坎迎水面的作用力)(kn34.6ff（1 分）精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 5 页，共 7 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 5 页，共 7 页 - - - - - -

10、 - - -第 6 页 共 7 页八、 （15 分）水面曲线的连接如图所示。（4分）据已绘出的水面曲线进行分析，可知在i1段有水跃发生，且水面曲线为b型，说明该渠段为急坡渠段，而下游渠段为缓坡渠段。（4分）因水库底坡为逆坡，则可当做缓坡，故从缓坡到急坡应发生跌水，则渠道进口处水深hhc，据322gbqhvc得/sm26.61213223ggbhqcv（4分）由于渠道末端为一跌坎断面，该处存在跌水，故水深hhc1m （3分）九、 （10 分）解：方法一设沿管长中点过水断面上的测压管水头为h，则由达西公式可知，通过前半部分与后半部分管道的渗流量分别为lhhakqv5.0111，lhhakqv5.0

11、222（2 分）根据连续性原理，21vvqq，即lhhaklhhak5.05.02211（3 分）由此得cm54.4105.0002.04005.080002.0212211kkhkhkh（2 分）渗流流量为/scm615.01005.054.41802020002.05.03111lhhakqqvv（3 分）方法二由伯努利方程得精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 6 页，共 7 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 6 页，共 7 页 - - -

12、 - - - - - -第 7 页 共 7 页whhh21（1）（2 分）而21wwwhhh（2） （2 分）由达西定律知lhakqwv5.0111，lhakqwv5.0222而qv1=qv2=qv则aklqhvw115 .0，aklqhvw225 .0（3） （2 分）将式（ 3）代入式（ 2） ，再将式（ 2）代入式（ 1）得vvvqakklklkaklqaklqhh2112212125 .05.0故/sm615.0)(23122121lklkakkhhqv（2 分）又2111lakqhhhvw则cm54.41211lakqhhv（2 分）注：hc与 hk等效；qv与 q 等效； b型降水曲线与s2型降水曲线等效； a型壅水曲线与 s1型壅水曲线等效； b1型降水曲线与 m2型降水曲线等效； k-k 线与 c-c