流体力学必考试题

#〈参考答案〉低压处产生气泡，气泡随水流到高压处破灭，产生冲击力，剥蚀叶片，形成空蚀。〈题目＞流体能否达到完全真空状态？若不能，则最大真空度为多少？〈参考答案〉不能，最大真空度等于大气压强与汽化压强的差值。〈题目〉静止的流体受到哪几种力的作用?〈参考答案〉重力与压应力，无法承受剪切力。〈题目＞运动中的流体受到哪几种力的作用?〈参考答案〉重力、惯性力、压应力、剪切力。ID〈参考答案〉重力、惯性力、压应力、剪切力。ID〈题目〉运动中的理想流体受到哪几种力的作用？〈参考答案〉重力、惯性力、压应力，因为无粘性，故无剪切力。〈题目〉仅有重力作用的静止流体的单位质量力为多少？（坐标轴z与铅垂方向一致，并竖直向上）。〈参考答案〉庐片0z=-g〈题目＞什么是等压面？等压面的条件是什么?〈参考答案〉等压面是指流体中压强相等的各点所组成的面。只有重力作用下的等压面应满足的条件是：静止、连通、连续均质流体、同一水平面。〈题目〉相对平衡的流体的等压面是否为水平面？为什么?什么条件下的等压面是水平面?〈参考答案〉不一定，因为相对平衡的流体存在惯性力，质量力只有重力作用下平衡流体的等压面是水平面o〈题目＞压力表和测压计上测得的压强是绝对压强还是相对压强？〈参考答案〉相对压强〈题目〉盛有液体的敞口容器作自由落体时，容器壁面上的压强分布如何?

69.〈题目〉若人所能承受的最大压力为1・274MPa（相对压强），则潜水员的极限潜水深度为多少？〈参考答案〉潜水员的极限潜水深度为：心=1.274x10—y69.〈题目〉若人所能承受的最大压力为1・274MPa（相对压强），则潜水员的极限潜水深度为多少？〈参考答案〉潜水员的极限潜水深度为：心=1.274x10—y980070・〈题目＞若测压管水头为lm,压强水头为1.5m,则测压管最小长度应该为多少？强），则潜水员的极限潜水深度为多少?〈参考答案〉潜水员的极限潜水深度为:1.274x109800=130耐70.〈题目＞若测压管水头为lm,压强水头为1.5m,则测压管最小长度应该为多少?〈参考答案〉测压管最小长度为1・5mo〈题目〉为什么虹吸管能将水输送到一定的高度？〈参考答案〉因为虹吸管内出现了真空。〈题目〉〈题目＞在传统实验中，为什么常用水银作U型测压管的工作流体?〈参考答案＞1、压缩性小；2、汽化压强低；3、密度大。〈题目〉图示两种液体盛在同一容器中，且gl＜g2,在容器侧壁装了两根测压管，试问图中所标明的测压管中水位对否?〈参考答案〉对。〈题目＞浸没在水中的三种形状的平面物体，面积相同，形心处的水深相等。问：哪个受到的静水总压力最大？压心的水深位置是否相同？

〈参考答案〉相同；不相同挡水面积为A的平面闸门，一侧挡水，若绕通过其形心C的水平轴任转a角，其静水总压力的大小、方向和作用点是否变化？〈参考答案〉大小不变；方向变，但始终与闸门垂直；作用点不变〈题目〉使用图解法和解析法求静水总压力时，对受压面的形状各有无限制？为什么？〈参考答案〉图解法有，规则形状，为了便于作压强分布图；解析法无。〈题目〉垂直放置的矩形平板挡水，水深3m,静水总压力P的作用点到水面的距离yD为：3mVd3m〈参考答案＞2/3h=2m«〈题目＞浮体的平衡稳定条件是什么？当Xe和“e时，浮体各处于什么状态？〈参考答案〉重心在定倾中心之下；不稳定平衡、随遇平衡。＜题目〉什么是流线、迹线、色线？它们有何区别？〈参考答案〉流线(StreamLine)是表示;T一翊流体各点流动趋勢的曲线，曲线上任一点的勿线方向与该点的漩速方施合。迹线(PathLine)是指奏一^点在耒一时段为的运动轨迹线。色线又称脉线，是源于一点的很多流体质点在同一瞬时的连线。〈题目〉流线、迹线各有何性质？流线、迹线各有何性质？

〈参考答案〉流线的性质:a、 同一时刻的不同流线，不能相交。b、流线不能是折线，而是一条光滑的曲线。c>b、流线不能是折线，而是一条光滑的曲线。c>流线簇的疏密反映了速度的大小（流线密集的地方流速大，稀疏的地方流速小）。81・〈题目〉实际水流中存在流线吗？引入流线概念的意义何在？〈参考答案〉不存在。引入流线概念是为了便于分析流体的流动,确定流体流动趋势。〈题目〉“只有当过水断面上各点的实际流速均相等时，水流才是均匀流”,该说法是否正确？为什么？〈参考答案〉不对。均匀流是指流速的大小与方向沿程不发生改变,并非对同一过水断面上的各点流速而言。〈题目＞恒定流、均匀流等各有什么特点？〈参考答案〉恒定流是指各运动要素不随时间变化而变化，恒定流时流线迹线重合，且时变加速度等于0。均匀流是指流速不随空间变化而变化，，均匀流时位变加速度等于0。〈题目＞欧拉法、拉格朗日方法各以什么作为其研究对象？对于工程来说，哪种方法是可行的?〈参考答案〉欧拉法以流场为研究对象，拉格朗日方法以流体质点为研究对象；在工程中，欧拉法是可行的。〈题目＞实际流体区别于理想流体有何特点？理想流体的运动微分方程与实际流体的运动微分方程有何联系?〈参考答案〉实际流体具有粘性，存在切应力；实际流体的运动微分方程中等式的左边比理想流体运动微分方程增加了由于粘性而产生的切应力这一项。〈题目〉连续性微分方程有哪几种形式？不可压缩流体的连续性微分方程说明了什么问题?＜参考答案〉一般形式，恒定流，不可压缩流；质量守恒＜题目〉欧拉运动微分方程组在势流条件下的积分形式的应用与沿流线的积分有何不同?〈参考答案〉形式完全相同，但含义不一样。势流条件下积分形式是针对理想流体的恒定有势流动中的任何质点，而不局限于同一

流线。它不适用于有旋流。沿流线积分形式是针对理想流体恒定流流动中同一条流线的质点。它适用于有旋流。〈题目>欧拉运动微分方程组在势流条件下的积分形式的应用与沿流线的积分有何不同？〈参考答案〉形式完全相同，但含义不一样。势流条件下积分形式是针对理想流体的恒定有势流动中的任何质点，而不局限于同一流线。它不适用于有旋流。沿流线积分形式是针对理想流体恒定流流动中同一条流线的质点。它适用于有旋流。〈题目>流函数、势函数的存在条件各是什么？它们是否都满足拉普拉斯方程形式?〈参考答案〉流函数存在条件是不可压缩平面流；势函数存在条件是有势流；若是不可压缩平面势流则均满足拉普拉斯方程形式<题目〉流函数有哪些物理意义？〈参考答案〉（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。〈题目〉总流的连续性方程与连续性微分方程有无联系?〈参考答案〉将连续性微分方程在微元体上积分，并引入断面平均流速的定义，可得连续性方程。设总流的体积为V,其微体积为dV,则有嚳假定总流的表面积为s,则有嚳假定总流的表面积为s,其微面积为ds,根据数学分析中的高斯定理:"签+益+嚳）恥1也式中5为总流表面的法向分速，则"〈题目〉拿两张薄纸，平行提在手中，当用嘴顺纸间缝隙吹气时，问薄纸是不动、靠拢、还是张开？为什么？〈参考答案〉靠拢；流速增大、压强降低I三

iTi1=1〈题目〉水流在等径斜管中流动，高处为A点，低处为BI三

iTi1=1〈参考答案「+伊+辔7+牛+等+饥PA>PB；PA=PB^PA<PB,PA>PB：A向B流动；PA=PB：A®B流动;PA<PB：（PB-PA）/g<（z「z2），A向B流动；

（PB-PA）/g=（Z1-Z2）,静止；（PB-PA）/g＞（zl~z2）fB向A流动〈题目〉恒定总流能量的限制条件有哪些？如何选取其计算断面、基准面、计算点、压强？〈参考答案〉恒定总流能量的限制条件有：1)2)1)2)3)4)不可压缩流体；质量力只有重力；所选取的两过水断面必须是渐变流断面，但两过水断面间可以是急变流。5） 总流的流量沿程不变。6） 两过水断面间除了水头损失以外，总流没有能量的输入或输出。7） 式中各项均为单位重流体的平均能（比能），对流体总重的能量方程应各项乘以gQ。〈题目〉总流能量与元流能量方程有什么不同点？〈参考答案〉（1）以断面的平均流速V代替元流中的点流速u；（2） 以平均水头损失hw代替元流的水头损失h‘wl・2;（3） 各项反映的是整股水流的能量代替某一元流的能量。〈题目＞设有一水平压力管流，当不考虑水头损失的影响时，其测压管水头线沿程下降、上升或水平的条件各是怎样的？〈参考答案〉下降：压强沿程减小。例：收缩管水平：压强沿程不变。例：管径沿程不变上升：压强沿程增大。例：扩散管〈题目＞什么是水头线？总水头线与测压管水头线有何区别？〈参考答案〉答：水头线：沿程水头（如总水头或测压管水头）的变化曲线。：［PIaS总水头线是对应了+药的变化曲线，它代表水头损失沿流程的分布状况。测压管水头对应齢乡的变化曲线，它代表压强沿流程的变化状况。

〈题目〉为什么每个相似准则都要表征惯性力？p—EL!p—EL!＜题目〉分别举例说明由重力、粘滞力起主要作用的水流。〈参考答案〉粘滞力：层流状态下的明渠、管道、隧洞中的有压流动和潜体绕流问题等。L=i重力：堰坝溢流、孔口出流及明槽流动及处于阻力平方区的有压隧洞与管流等。L=i〈题目〉量纲分析有何作用？〈参考答案〉可用来推导各物理量的量纲；简化物理方程；检验物理方程、经验公式的正确性与完善性，为科学地组织实验过程、整理实验成果提供理论指导。〈题目〉经验公式是否满足量纲和谐原理？〈参考答案＞一般不满足。通常根据一系列的试验资料统计而得，不考虑量纲之间的和谐。〈题目〉雷诺数与哪些因数有关？其物理意义是什么？当管道流量一定时，随管径的加大，雷诺数是增大还是减小？〈参考答案〉雷诺数与流体的粘度、流速及水流的边界形状有关。Re二惯性力/粘滞力，随d增大，Re减小。〈题目〉为什么用下临界雷诺数，而不用上临界雷诺数作为层流与紊流的判别准则？〈参考答案〉上临界雷诺数不稳定，而下临界雷诺数较稳定，只与水流的过水断面形状有关。〈题目〉当管流的直径由小变大时，其下临界雷诺数如何变化？〈参考答案〉不变，Rec只取决于水流边界形状，即水流的过水断面形状。〈题目〉当管流的直径由小变大时，其下临界雷诺数如何变

化？〈参考答案〉不变，Rec只取决于水流边界形状，即水流的过水断i形状。〈题目＞如何计算圆管层流的沿程阻力系数？该式对于的进口段是否适用？为什么？〈参考答案〉否；非旋转抛物线分布〈题目〉为什么圆管进口段靠近管壁的流速逐渐减小，而中心点的流速是逐渐增大的？〈参考答案〉进口附近断面上的流速分布较均匀，流速梯度主要表现在管壁处，故近壁处切应力很大，流动所受的阻力也很大，至使流速渐减。管中心处流速梯度很小，t小，阻力也小，使流速增大。直至形成一定的流速梯度及切应力，使各部分流体的能耗与能量补充相平衡。10&〈题目＞紊流研究中为什么要引入时均概念？紊流时，恒定流与非恒定流如何定义？〈参考答案〉把紊流运动要素时均化后，紊流运动就简化为没有脉动的时均流动，可对时均流动和脉动分别加以研究。紊流中只要时均化的要素不随时间变化而变化的流动，就称为恒定流。〈题目〉紊流时的切应力有哪两种形式？它们各与哪些因素右笑？体主枣徃田存些割命？＜参考答案〉粘性切应力棗圣童与流体粘度和液层间的速度梯度有关。主要作用在近壁处。附加切应力棗主要与流体的脉动程度和流体的密度有关，主要作用在紊流核心处脉动程度较大地方。1=〈题目＞紊流中为什么存在粘性底层？其厚度与哪些因素有关？其厚度对紊流分析有何意义？1=〈参考答案〉在近壁处，因液体质点受到壁面的限制，不能产生横向运动，没有混掺现象，流速梯度du/dy很大，粘滞切应力t=mdu/dy仍然起主要作用。A、 粘性底层厚度与雷诺数、质点混掺能力有关。随Re的增大，厚度减小。B、 粘性底层很薄，但对能量损失有极大的影响。〈题目〉紊流时断面上流层的分区和流态分区有何区别？〈参考答案〉粘性底层，紊流核心：粘性、流速分布与梯度层流、紊流：雷诺数tai〈题目〉圆管紊流的流速如何分布？tai〈参考答案〉 粘性底层:线性分布J■■EyJ■貝ELIJ■■EyJ■貝ELI〈题目〉管径突变的管道，当其它条件相同时，若改变流向,在突变处所产生的局部水头损失是否相等？为什么？〈参考答案〉不