2020年10月自考03347流体力学试题及答案含解析

流体力学年月真题

03347202010

1、【单选题】根据牛顿内摩擦定律，当流体粘度一定时，影响流体剪应力大小的因素是

速度

压强

A:

速度梯度

B:

压强梯度

C:

答D:案：C

解析：根据牛顿内摩擦定律，当流体粘度一定时，影响流体剪应力大小的因素是速度梯

度。牛顿内摩擦定律描述了流体内部的剪切流动现象，它表明流体的剪应力与速度梯度成

正比。速度梯度是指流体中不同位置的速度差与位置差之比，表示了流体速度的变化率。

当速度梯度较大时，即流体速度的变化较快，剪应力也会相应增大。而当速度梯度较小

时，即流体速度的变化较缓，剪应力也会相应减小。流体的粘度是一个物质的固有属性，

表示了流体内部的黏性阻力大小。在牛顿内摩擦定律中，假设流体的粘度是恒定的，因此

影响剪应力大小的主要因素是速度梯度。总结起来，当流体粘度一定时，剪应力的大小取

决于速度梯度的大小。速度梯度越大，剪应力越大；速度梯度越小，剪应力越小。

2、【单选题】某点的真空度为65kPa，当地大气压强为0.1MPa，该点的绝对压强为

165kPa

65kPa

A:

35kPa

B:

25kPa

C:

答D:案：C

3、【单选题】如图所示，水箱的水经等径弯管流出，水位H恒定，管轴线A点处质点的

时变加速度为零，位变加速度也为零

时变加速度为零，位变加速度不为零

A:

时变加速度不为零，位变加速度为零

B:

时变加速度不为零，位变加速度也不为零

C:

答D:案：A

4、【单选题】在没有能量输入输出的管流中，沿流动方向，一定会减小的物理量是

测压管水头

压强水头

A:

流速水头

B:

总水头

C:

答D:案：D

解析：在没有能量输入输出的管流中，沿流动方向，总水头是一定会减小的物理量。总水

头是指流体在管道中的总能量，包括压力能和动能。在没有能量输入输出的情况下，根据

能量守恒定律，总水头在流动过程中保持不变。然而，在实际的管流中，由于存在摩擦阻

力和其他能量损失，总水头会逐渐减小。这是因为摩擦阻力会将一部分流体的动能转化为

热能，从而导致总水头的减小。因此，在没有能量输入输出的管流中，沿流动方向，总水

头是一定会减小的物理量。这也是为什么在长距离输送流体的管道中，需要考虑能量损失

和压力降的原因之一。

5、【单选题】紊流附加剪应力的产生是由于

壁剪切速度引起的动量交换

断面平均流速引起的动量交换

A:

B:

时均流速引起的动量交换

脉动流速引起的动量交换

C:

答D:案：D

解析：紊流附加剪应力的产生是由于脉动流速引起的动量交换。在流体中，当流速发生脉

动时，流体分子之间会发生相互碰撞和交换动量的过程。这种动量交换导致了流体中的紊

流运动，即流体中存在着各种尺度的涡旋和湍流结构。在紊流中，流体分子的运动变得无

规律且混乱，导致了附加的剪应力。这种附加剪应力是由于脉动流速引起的动量交换所产

生的。紊流附加剪应力的大小与流体的性质、流速的大小以及流体的粘性有关。在高速流

动和粘性较大的流体中，紊流附加剪应力会更加显著。紊流附加剪应力的存在对于流体的

运动和传输过程具有重要影响。它可以增加流体的阻力和能量损失，并且在一些情况下可

能导致流体的混合和搅拌。因此，在流体力学和工程中，对于紊流附加剪应力的研究和理

解是非常重要的。

6、【单选题】已知圆柱形外管嘴（流量系数μn=0.82)的流量为3L/s，则与其直径相同、作

用水头相同的薄壁小孔口的流量为

1.86L/s

2.27L/s

A:

2.46L/s

B:

3.96L/s

C:

答D:案：B

7、【单选题】有两条梯形断面棱柱形渠道，边坡系数、底宽、粗糙系数和流量均相等，

底坡i>i>0，两渠道中的临界水深和正常水深的关系为

₁₂

A

B

A:

C

B:

D

C:

答D:案：B

8、【单选题】设堰顶厚度为δ，堰上水头为H，则薄壁堰符合条件

A

B

A:

C

B:

D

C:

答D:案：A

9、【单选题】在渗流模型中，假定

土壤颗粒大小均匀

土壤颗粒排列整齐

A:

土壤颗粒为球形

B:

土壤颗粒全部略去

C:

答D:案：D

解析：在渗流模型中，通常会假定土壤颗粒全部略去，将土壤视为一个连续介质。这是因

为土壤颗粒的尺寸相对于渗流过程中的尺度来说非常小，可以被视为点状或线状的存在。

通过将土壤视为连续介质，可以简化渗流模型的描述和计算。连续介质假设允许我们使用

连续介质力学和流体力学的理论来描述土壤中的渗流现象。这样，我们可以使用偏微分方

程（如达西定律和理查森方程）来描述土壤中的水流运动，并通过求解这些方程来预测水

分的分布和流动。当然，这种假设也有一定的局限性。在某些情况下，土壤颗粒的存在可

能会对渗流过程产生影响，例如在细颗粒土壤中的毛细吸力效应。在这种情况下，需要考

虑土壤颗粒的影响，使用更复杂的模型来描述渗流过程。总之，在渗流模型中，假定土壤

颗粒全部略去是一种常见的简化假设，可以有效地描述和计算土壤中的渗流现象。

10、【单选题】按雷诺相似准则设计模型，采用同种流体进行试验，流速比尺λv与长度

比尺λL的关系是

A

B

A:

C

B:

C:

D

答D:案：A

11、【问答题】

答案：理想流体、恒定流、质量力仅为重力、沿流线、不可压缩流体。

12、【问答题】如图所示输水长管，管1、管2和管3的长度均为1，直径均为d，比阻

均为a。已知作用水头H恒定不变，求总流量。

答案：

13、【问答题】水管管长L=500m，管径d=300mm，沿程摩阻系数=0.02，通过的流量

Q=60L/s，水的运动粘度v=1.01×10-6m²/s。试判别流态并计算沿程水头损失。

答案：

14、【问答题】如图所示半径r=0.4m的圆柱体，四分之三柱面与水接触，试求作用于该

圆柱体单位宽度上静水总压力的水平分力和铅垂分力。

答案：

15、【问答题】如图所示一输水管道，管道直径d=0.1m，管道末端接一喷嘴，喷嘴出口

直径d=0.05m，U型测压管中汞柱高差△h=0.2m，测得h=0.72m，H=5m，若不计水头损

₁

失，试求管道中的流量Q。(ρ泵=13.6x10³kg/m³)

₂₁

答案：

16、【问答题】无粘性流体元流的能量方程为ρgz+p+ρu²/2=C，试将方程中各项的量纲以

基本量纲M(质量)、L(长度)、T(时间)的组合形式表示出来，并判断该方程是否符合量纲和谐

原理。

答案：

17、【填空题】静止流体受到任何微小的_______作用，都会发生流动。

答案：剪切力

18、【填空题】如图所示，两高程差z=20cm的水管A和B，已知测压管液面差h=10cm，

两管的压强差(PA-PB)为_______kPa。

答案：2.94

19、【填空题】均匀流中，流线是相互平行的_______。

答案：直线

20、【填空题】圆管流动中，粘性底层厚度随雷诺数的增大而_______。

答案：减小

21、【填空题】素流粗糙区，沿程摩阻系数λ只与_______有关。

答案：相对粗糙度（或：k/d)

₁

22、【填空题】绕流阻力系数一般取决于_______、物体形状以及表面的粗糙情况。

答案：雷诺数

23、【填空题】在有压管流水力计算中，如果沿程水头损失和局部水头损失两者所占比重相

当，计算时都不能忽略，这类管道称为_______。

答案：短管

24、【填空题】在有压管道内，由于某种原因使水流流速突然发生变化，同时引起_______

大幅波动的现象，称为水击。

答案：压强

25、【填空题】达西渗流实验中，已知过流断面面积（圆筒面积）A=500cm²，渗流量

Q=5cm³/s，水力坡度J=0.6，则均匀砂土的渗透系数k值为_______cm/s。

答案：0.0167

26、【填空题】流动处于紊流粗糙区时，要做到模型与原型流动的重力和阻力相似，则进行

模型设计时用_______准则。

答案：弗劳德

27、【名词解释】相对压强

答案：绝对压强与当地大气压的差值。

28、