2007年江苏大学流体力学考研真题考研试题硕士研究生入学考试试题
江苏大学
招收攻读硕士学位研究生入学考试试题
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2009 年 秋季学期 工 程 流 体 力 学 题号 一 二 三 四 五 六 总分 分数 班号 学号 姓名 一、解释下列概念：（20分） 1. 连续性介质模型、粘性、表面力、质量力 2. 等压面、压力体、流线、迹线 简述“流体”的定义及特点。 3. 恒定流动、非恒定流动、牛顿流体、正压流体 简述 Euler “连续介质模型”的内容及引入的意义。 4.动能修正因数、动量修正因数、水力半径、当量直径 简述“压力体”的概念及应用意义。 5. 有旋运动、无旋运动、缓变流动、急变流动 .简述研究“理想流体动力学”的意义。
二.简答题（10分） 1.流体粘性产生的原因是什么？影响流体粘性的因素有哪些？ 2.粘性的表示方法有几种？影响流体粘性的因素有哪些？ 3.举例说明等压面在静力学计算中的应用 4. 举例说明压力体在静力学计算中的应用 说明静止流体对曲面壁总作用力的计算方法 三．推导题（30分） 1试推导:流体在直角坐标系中非恒定可压缩流体连续性微分方程式为： 2．试推导粘性流体应力形式的运动微分方程 2．试从粘性流体应力形式出发推导粘性流体的运动微分方程（N-S 方程） 4. 由恒定流动、不可压缩流体流体微小流束的伯努利方程出发，推求粘性流体总流的伯努利方程，并指出其使用条件。 5.推求粘性不可压缩流体作恒定流动时的动量方程式 试证明在不可压缩流体的缓变过流断面上有: z+p/ρg=c 1.试证明：粘性流体的动压强为 四、已知某流速场速度分布为 ,,x y z v yz t v xz t v xy =+=+= 10 d V dt ρ ρ+?=u v g ()1 3 xx yy zz p σσσ=- ++
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工程流体力学试题库 工程流体力学试题一、单项选择题(每小题1分，共20分)在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字 母填在题后的括号内。 1.气体温度增加，气体粘度( ) A.增加 B.减小 C.不变 D.增加或减小 2.某单位购买了一台提升汽车的油压升降机(如图一所示)，原设计操纵方法是:从B管进高压油，A管排油时平台上升(图 一的左图);从A管进高压油，B管排油时平台下降。在安装现场工人不了解原 设计意图，将A、B两管联在一起成为 C管(图一的右图)。请你判断单靠一个C管通入高压油或排油，能操纵油压机 升降吗?你的判断:( ) A.可以 B.不能动作 C.能升不能降 D.能降不能升 3.在一个储水箱的侧面上、下安装有两只水银U形管测压计(如图二)，当箱顶部压强p=1个大气压时，两测压计水银柱高0之差?h=h-h=760mm(Hg)，如果顶部再压入一部分空气，使p=2个大气压时。则?h应为( ) 120 A.?h=-760mm(Hg) B.?h=0mm(Hg)
C.?h=760mm(Hg) D.?h=1520mm(Hg) .流体流动时，流场各空间点的参数不随时间变化，仅随空间位置而变，这种流动称为( ) 4 A.定常流 B.非定常流 C.非均匀流 D.均匀流 5.在同一瞬时，流线上各个流体质点的速度方向总是在该点与此线( ) A.重合 B.相交 C.相切 D.平行 6.下列说法中，正确的说法是( ) A.理想不可压均质重力流体作定常或非定常流动时，沿流线总机械能守恒 B.理想不可压均质重力流体作定常流动时，沿流线总机械能守恒 C.理想不可压均质重力流体作非定常流动时，沿流线总机械能守恒 D.理想可压缩重力流体作非定常流动时，沿流线总机械能守恒 7.当圆管中流体作层流流动时，动能修正系数α等于( ) A.1 B.2 C.3 D.2000 8.如图所示，容器若依次装着水与汽油，假定二者均为理想流体，且H=常数，液面压强为大气压，则从管口流出的水与汽油之间的速度关系是( )
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水力学练习题及参考答案 一、是非题(正确的划“√”，错误的划“×) 1、理想液体就是不考虑粘滞性的实际不存在的理想化的液体。（√） 2、图中矩形面板所受静水总压力的作用点与受压面的形心点O重合。(×) 3、园管中层流的雷诺数必然大于3000。(×) 4、明槽水流的急流和缓流是用Fr判别的，当 Fr＞1为急流。 (√) 5、水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。（×） 6、水流总是从流速大的地方向流速小的地方流动。（×） 6、达西定律适用于所有的渗流。（×） 7、闸孔出流的流量与闸前水头的1/2次方成正比。（√） 8、渐变流过水断面上各点的测压管水头都相同。 (√) 9、粘滞性是引起液流运动能量损失的根本原因。 (√) 10、直立平板静水总压力的作用点就是平板的形心。（×） 11、层流的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。(√) 12、陡坡上出现均匀流必为急流，缓坡上出现均匀流必为缓流。 (√) 13、在作用水头相同的条件下，孔口的流量系数比等直径的管嘴流量系数大。 (×) 14、两条明渠的断面形状、尺寸、糙率和通过的流量完全相等，但底坡不同，因此它们 的正常水深不等。 (√) 15、直立平板静水总压力的作用点与平板的形心不重合。（√） 16、水力粗糙管道是表示管道的边壁比较粗糙。(×) 17、水头损失可以区分为沿程水头损失和局部水头损失。 (√) 18、牛顿内摩擦定律适用于所有的液体。 (×) 19、静止液体中同一点各方向的静水压强数值相等。（√） 20、明渠过流断面上各点的流速都是相等的。(×) 21、缓坡上可以出现均匀的急流。 (√) 22、静止水体中,某点的真空压强为50kPa，则该点相对压强为-50 kPa。 (√) 24、满宁公式只能适用于紊流阻力平方区。 (√) 25、水深相同的静止水面一定是等压面。 (√) 26、恒定流一定是均匀流，层流也一定是均匀流。（×） 27、紊流光滑区的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。(√) 28、陡坡上可以出现均匀的缓流。 (×) 29、满宁公式只能适用于紊流阻力平方区。 (√) 30、当明渠均匀流水深大于临界水深，该水流一定是急流。 (×)
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《工程流体力学》复习题及参考答案 一、名词解释。 1、雷诺数 2、流线 3、压力体 4、牛顿流体 5、欧拉法 6、拉格朗日法 7、湿周 8、恒定流动 9、附面层 10、卡门涡街11、自由紊流射流 12、流场 13、无旋流动14、贴附现象15、有旋流动16、自由射流 17、浓差或温差射流 18、音速19、稳定流动20、不可压缩流体21、驻点 22、自动模型区 二、是非题。 1.流体静止或相对静止状态的等压面一定是水平面。（） 2.平面无旋流动既存在流函数又存在势函数。（） 3.附面层分离只能发生在增压减速区。（） 4.等温管流摩阻随管长增加而增加，速度和压力都减少。（） 5.相对静止状态的等压面一定也是水平面。（） 6.平面流只存在流函数，无旋流动存在势函数。（） 7.流体的静压是指流体的点静压。（） 8.流线和等势线一定正交。（） 9.附面层内的流体流动是粘性有旋流动。（） 10.亚音速绝热管流摩阻随管长增加而增加，速度增加，压力减小。（） 11.相对静止状态的等压面可以是斜面或曲面。（） 12.超音速绝热管流摩阻随管长增加而增加，速度减小，压力增加。（） 13.壁面静压力的压力中心总是低于受压壁面的形心。（） 14.相邻两流线的函数值之差，是此两流线间的单宽流量。（） 15.附面层外的流体流动时理想无旋流动。（） 16.处于静止或相对平衡液体的水平面是等压面。（） 17.流体的粘滞性随温度变化而变化，温度升高粘滞性减少；温度降低粘滞 性增大。（） 18.流体流动时切应力与流体的粘性有关，与其他无关。（） 三、填空题。 1、1mmH2O= Pa 2、描述流体运动的方法有和。 3、流体的主要力学模型是指、和不可压缩性。 4、雷诺数是反映流体流动状态的准数，它反映了流体流动时
2018年云南昆明理工大学工程流体力学考研真题A卷
2018年云南昆明理工大学工程流体力学考研真题A卷 一、填空题（每空1分，共15分） 1. 作用在流体上的力分为和。 2. 流体不可压缩，说明流体的和为0。 3. 流动（水力）相似包括、和。 4. 流体静压强的重要特性之一是其方向沿作用面的。 5. 流体质点的运动轨迹称为。 6. 流体在管内流动过程的损失由和组成。 7. 马赫数是与之比。 8. 根据是否符合牛顿内摩擦定律，可将流体分为和。 二、多项选择题（每题3分，共30分） 1. 流体的基本属性有（） A.压强 B.密度 C.粘度 D.速度 2. 以下能影响管内流动损失的因素有（） A.流动速度 B.管径 C.管长 D.粗糙度 3. 以下能产生局部损失的管段有（） A.突缩管 B.闸阀段 C.粗糙管 D.分支管 4. 拉法尔喷管可使气流达到（） A.超音速流动 B.亚音速流动 C.音速流动 D.以上三种 5. 流体运动的微分方程适用于（） A.可压缩流体 B.不可压缩流体 C.有旋流动 D.无旋流动 6. 物体绕流时会受到（）的作用 A.升力 B.粘性阻力 C.压差阻力 D.摩擦阻力 7. 渐缩管道内亚音速流动具有以下特点（） A.速度增加 B.压强增加 C.密度降低 D.温度升高 8. 流线的基本性质有（） A.流线上某点的切线方向与该点处的速度方向一致 B.流线之间不能相交 C.流线如果相交，交点速度可能为无穷大
D.流线如果相交，交点速度可能为0 9.总水头由（）组成 A.位置水头 B.速度水头 C.压强水头 D.水头损失 10.影响流体粘性的因素有（） A.温度 B.压强 C.密度 D.流体类型 三、名词解释（每题3分，共15分） 1.压力体 2.非定常流动 3.绝对粗糙度 4.卡门涡街 5.水力半径 四、简答题（每题6分，共30分） 1. 什么叫蠕流流动，其特点有哪些？ 2.什么是全面力学相似，为什么在模型试验时要做到全面力学相似是不可能的？ 3. 简述局部损失的产生原因。 4. 简述理想流体与粘性流体总流伯努利方程的异同点。 5. 简述马赫锥的形成过程？ 五、计算题（1、2、3题每题10分，4、5题每题15分，共60分） 1. 已知μ=4×10-3 Pa·S，ρ=750Kg/m3的流体流过直径为 2.5cm的圆管，平均流速为0.35m/s。试求20m长的管子上的压降，并计算距内壁0.5cm处的流速。 2.已知通过直径d=200mm、长L=300m、绝对粗糙度为0.4mm铸铁管道的油体积流量Q v=1000m3/h，运动粘度ν=2.5×10-6 m2/s，试求沿程水头损失。（105 2012年硕士研究生入学试题 考试科目：（813）工程流体力学 （答案必须写在答题纸上，写在试题或其他纸上无效） 一、简要回答下列问题 1、 什么是理想流体的压缩系数？流体压缩性的大小用什么来表示？ 2、 流体静压强有哪些特性？流体平衡微分方程怎么建立及它的物理意义是什么？ 3、 研究流体运动的拉格朗日法和欧拉法的实质是什么？ 4、 粘性流体绕流物体会产生哪几种阻力？如何产生的？ 5、 尼古拉兹实验曲线分哪几个区？各个区的沿程阻力系数与哪些因素有关？ 6、 画图分析以当地声速运动的直线均匀流产生的扰动在空间的传播情况。 二、计算下列各题 1、如图1所示，长度L=1m ，直径d=200mm 水平放置的圆柱体，置于内径D=206mm 的圆管中以u=1m/s 的速度移动，已知间隙中油液的相对密度为0.92，运动黏度为5.6×10-4m 2 /s ，求所需拉力F 为多少？ 2.矩形阀门可绕其顶端的轴旋转，由固定在阀门上的一个重物来保持阀门的关闭。已知阀门宽120cm ，长90cm ，整个阀门和重物总共重1000kg ，重心在中点，中点和起点的水平距离为30cm ，阀门与水平面的夹角为60度。求水深为何时间阀门刚刚好打开？ 3. 离心风机可采用集流器测量流量，如图所示。已知风机吸入侧管道直径=d 350mm ，插入水槽中的玻璃管上升高度=?h l00mm ，空气的密度=ρ 1.2kg/m 3，求空气流量。 4. 如图所示，求喷嘴对管子的作用力，忽略重力和摩擦的影响，流体是油，密度为850kg/m 3，截面1上的计示压强为51107?=p Pa ，101=d cm ，42=d cm 。 第一章绪论1-1． 20℃的水 2.5m 3，当温度升至80℃时，其体积增加多少？[ 解 ] 温度变化前后质量守恒，即1V12V2 又20℃时，水的密度80℃时，水的密度1998.23kg / m3 2971.83kg / m3 V2 1V 1 2.5679m3 2 则增加的体积为V V2 V1 0.0679 m3 1-2．当空气温度从0℃增加至 20℃时，运动粘度增加15%，重度减少 10% ，问此时动力粘度增加多少（百分数）？ [ 解 ] (1 0.15) 原 (1 0.1) 原 1.035 原原 1.035 原 原 1.035 原原 0.035 原原 此时动力粘度增加了 3.5% 1-3．有一矩形断面的宽渠道，其水流速度分布为u 0.002 g( hy 0.5y2 ) /，式中、分别为水的密度和动力粘度，h 为水深。试求h 0.5m 时渠底（y=0）处的切应力。 [ 解 ] du 0.002 g (h y) / dy du 0.002 g(h y) dy 当h =0.5m，y=0时 0.002 1000 9.807(0.50) 9.807Pa 1-4．一底面积为 45× 50cm2，高为 1cm 的木块，质量为 5kg，沿涂有润滑油的斜面向下作等速运动，木块运动速度 u=1m/s，油层厚 1cm，斜坡角 22.620（见图示），求油的粘度。 u [ 解 ] 木块重量沿斜坡分力 F 与切力 T 平衡时，等速下滑 mg sin T A du dy mg sin 5 9.8 sin 22.62 A u 0. 4 0.45 1 0.001 0.1047 Pa s 1-5．已知液体中流速沿 y 方向分布如图示三种情况，试根据牛顿内摩擦定律 du ，定性绘出切应力 dy 沿 y 方向的分布图。 y y y u u u u u u [ 解 ] y y y = 0 = 1-6．为导线表面红绝缘，将导线从充满绝缘涂料的模具中拉过。已知导线直径 0.9mm ，长度 20mm ，涂料 的粘度 =0.02Pa ． s 。若导线以速率 50m/s 拉过模具，试求所需牵拉力。 （1.O1N ） [ 解 ] A dl 3.14 0.8 10 3 20 10 3 5.024 10 5 m 2 2015年硕士研究生入学考试大纲 考试科目名称：工程流体力学 一、考试要求： 1、要求考生掌握工程流体力学的基础概念、基本原理和基本计算方法，同时具有运用基础理论解决实际问题的能力。 2、考试时携带必要书写工具之外，须携带计算器。 二、考试内容： 1）流体及其主要物理性质 a:正确理解和掌握流体及连续介质的概念； b:流体主要物理性质：密度、重度和相对密度的关系；流体压缩性、膨胀性及流体粘性产生原因及温度对流体粘性的影响；牛顿内摩擦定律；正确理解理想流体和实际流体的概念等； c:作用在流体上的力。 2）流体静力学 a:熟练掌握流体静压力的概念和二个基本特性； b:掌握用微元体分析法推导流体平衡微分方程的方法； c:三种压力表示方法（绝对压力、表压力和真空度）以及单位换算关系； d:掌握绝对与相对静止流体中的等压面和压力分布规律的分析方法； e:熟练掌握水静力学基本方程式及应用； f:压力和压差的测量和计算； g:等压面的概念和特性； h:掌握在液面压力p 0=p a 和p ≠p a 两种情况下静止流体作用在平面和曲面 上的总压力的计算方法（包括总压力的大小、方向和作用点）； i:正确理解压力体及浮力的概念等。 3）流体运动学与动力学基础 a:正确理解描述流体运动的拉格朗日法和欧拉法； b:随体导数及其意义； c:掌握稳定流与不稳定流、流线与迹线、有效断面、流量、断面平均流速、流束与总流、空间和平面及一元流动、动能修正系数、缓变流、泵的扬程和功率等基本概念； d:掌握水头线（位置水头线线、测压管水头和总水头线）及水力坡降、流量系数、总压强与驻压强、系统与控制体等基本概念； e:掌握欧拉运动方程、连续性方程、伯努利方程及动量方程的推导思路，并理解方程的物理意义及使用条件和范围； f:熟练掌握连续性方程、伯努利方程和动量方程的联合应用，并能灵活运用这三个方程进行计算和对流动现象进行分析，应用动量方程进行弯管与喷嘴（或渐缩管）受力、射流的反推力及射流对挡板的作用力的计算。 4）流体阻力和水头损失 a:正确理解和掌握层流、紊流、雷诺数、水力半径、水力光滑与水力粗糙等概念； b:掌握因次分析和相似原理（特别是各种比尺及三个相似准数：雷诺数、富劳德数、欧拉数）在试验中的应用； c:掌握用N-S方程简化方法或取微元体法并结合牛顿内摩擦定律分析几种典型的层流问题（如圆管层流、平板层流等），推导出一些简单的公式； d:掌握层流、紊流状态下管路水头损失（沿程损失及局部损失）的计算方法，能选择经验公式（或有关图表）计算（或选择相应的）阻力系数； e:非圆形管路的水力计算。 5）压力管路的水力计算 a:掌握长管与短管、管路特性曲线、综合阻力系数、作用水头、流量系数、流速系数、收缩系数的概念； b:熟练掌握简单长管和短管的水力计算，能综合测压计、连续性方程、伯努利方程进行管路流量、阻力、外加功的计算； c:掌握串联管路与并联管路的水力特点和水力计算； e:掌握孔口和管嘴泄流的原理及泄流时流动阻力的分析，并会用公式进行 西南石油大学历年硕士研究生入学考试《工程流体力学》试题西南石油大学硕士研究生2006年入学考试《工程流体力学》试题 一、填空（每小题2分，共计30分） 1、相对密度0.89的石油，温度200C时的运动粘度为40cSt，则动力粘度为Pa·S。 2、牛顿内摩擦定理中速度梯度的物理意义是。 3、作用在流体上的力，如按力的表现形式分，可分为和。 4、某密闭盛水容器液面上的真空压力为4900Pa，当该容器以a=4.9m/s2的加速度垂直向上做加速运动时，则液面下1米深处的相对压力为Pa。 5、管道内流体速度分布规律为u=8y－y2，m/s，式中u为距管壁y处的速度，若流体的动力粘度为μ=0.05Pa·S，则距管壁0.1m处的切应力为Pa。 6、动能修正系数的物理意义是。 7、雷诺数的物理意义是。 8、雷诺应力的数学表达式为。 9、如果液流的当地加速度和迁移加速度均为零，则该流动为。 10、流体经一直管段流入大容器，若管流速度为3.13 m/s，则入口的局部水头损失为米液柱。 11、发生水击现象的物理原因主要是由于液体具有。 12、液体和刚体的运动不同，区别在于。 13、声速的大小反映了介质。 14、总压p0 表示气流所具有的，在流动中，气流总压沿程不变。 15、在渐缩管中，亚声速气流速度沿程的变化趋势是；超声速气流速度沿程的变化趋势是。 二、判断下列说法是否正确，正确的请打“√”错误的请打“×”（每小题1分，共10分） 1、流体只能承受压力，不能承受拉力和切力。（） 2、流体的粘度随温度的增加而降低。（） 3、对均匀连通静止的流体，其等压面一定是水平面。（） 4、对于稳定流动，则流场中流体质点流经空间点时的速度都不随时间和空间发生变化。（） 5、流体的运动一定是从压力大的地方流向压力小的地方。（） 6、应用伯努利方程时，所选的两断面必须是缓变流断面，但两过流断面之间可以有急变流。（） 工程流体力学习题及答案（1） 1 某种液体的比重为3，试求其比容。 （答：3.3×10-4米3/公斤） 2 体积为5.26米3的某种油，质量为4480公斤，试求这种油的比重、密度与重度。 （答：0.85；851公斤/米3；8348牛/米3） 3 若煤油的密度为0.8克/厘米3，试求按工程单位计算的煤油的重度、密度与比容。 （答：800公斤力/米3；81.56公斤力·秒2/米4；1.25×10-3米3/公斤力） 4 试计算空气在温度t=4℃，绝对压力P=3.4大气压下的重度、密度与比容。 (答：42.4牛/米3；4.33公斤/米3；0.231米3/公斤） 5 试计算二氧化碳在温度为t=85℃，绝对压力P=7.1大气压下的重度、密度与比容。 （答：104牛/米3；10.6公斤/米3；0.09厘米3/公斤 ） 6 空气在蓄热室内于定压下，温度自20℃增高为400℃，问空气的体积增加了多少倍？ （答：1.3倍） 7 加热炉烟道入口烟气的温度900=t 入℃，烟气经烟道及其中设置的换热器后，至烟道出 口温度下降为500=t 出℃，若烟气在0℃时的密度为28.10 =ρ公斤/米3，求烟道入口与出口处烟气的密度。 （答：298.0=ρ人公斤/米3；452.0=ρ出 公斤/米3） 8 试计算一氧化碳在表压力为0.3大气压、温度为8℃下的重度。 （答：15.49牛/米3） 9 已知速度为抛物线分布，如图示 y=0，4，8，12，17厘米处的速度梯度。又若气体的绝 对粘性系数为1013.25-?=μ牛·秒/米3，求以上各处气体的摩擦切应力。 9 题图 10 夹缝宽度为h ，其中所放的很薄的大平板以定速v 移动。若板上方流体的粘性系数为μ， 一、判断题( 对的打“√”，错的打“×”，每题1分，共12分) 1．无黏性流体的特征是黏度为常数。 2．流体的“连续介质模型”使流体的分布在时间上和空间上都是连续的。 3．静止流场中的压强分布规律仅适用于不可压缩流体。 4．连通管中的任一水平面都是等压面。 5. 实际流体圆管湍流的断面流速分布符合对数曲线规律。 6. 湍流附加切应力是由于湍流元脉动速度引起的动量交换。 7. 尼古拉茨试验的水力粗糙管区阻力系数λ与雷诺数Re 和管长l 有关。 8. 并联管路中总流量等于各支管流量之和。 9. 声速的大小是声音传播速度大小的标志。 10.在平行平面缝隙流动中，使泄漏量最小的缝隙叫最佳缝隙。 11.力学相似包括几何相似、运动相似和动力相似三个方面。 12.亚声速加速管也是超声速扩压管。 二、选择题（每题2分，共18分） 1．如图所示，一平板在油面上作水平运动。已知平板运动速度V=1m/s ，平板与固定边界的距离δ=5mm ，油的动力粘度μ＝0.1Pa ·s ，则作用在平板单位面积上的粘滞阻力 为（ ） A ．10Pa ； B ．15Pa ； C ．20Pa ； D ．25Pa ； 2. 在同一瞬时，位于流线上各个流体质点的速度方向 总是在该点与此流线（ ） A ．相切； B ．重合； C ．平行； D ．相交。 3. 实际流体总水头线的沿程变化是： A ．保持水平； B ．沿程上升； C ．沿程下降； D ．前三种情况都有可能。 4．圆管层流，实测管轴上流速为0.4m/s ，则断面平均流速为（ ） A ．0.4m/s B ．0.32m/s C ．0.2m/s D ．0.1m/s 5．绝对压强abs p ，相对压强p ，真空度v p ，当地大气压a p 之间的关系是： A ．v abs p p p +=； B ．abs a v p p p -=； C ．a abs p p p +=； D ．a v p p p +=。 6．下列说法正确的是： A ．水一定从高处向低处流动； B ．水一定从压强大的地方向压强小的地方流动； 图1 2010年硕士研究生入学试题 考试科目：（813）工程流体力学 （答案必须写在答题纸上，写在试题或其他纸上无效） 一、简要回答下列问题 1、 简述流体的密度和相对密度的概念，并说明它们之间的关系。 2、 流体质点的加速度在欧拉法中是如何表示的？并写出各项的含义。 3、 流线和迹线有何区别？ 4、 什么是有旋流动和无旋流动？流体是有旋流动还是无旋流动是否与流体微团的运动轨迹有关？ 5、 简述曲面边界层分离的原理。 6、 什么叫水力光滑管和水力粗糙管？ 7、 微弱扰动波在亚声速气流和超声速气流中的传播有什么不同? 二、计算下列各题 1、如图1所示，在两块相距20mm 的平板间充满动力粘度为0.065（N ·s ）/m 2 的油，如果以1m/s 速度拉动距上平板5mm ，面积为0.5m 2的薄板（不计厚度），求需要的拉力。 2、如图2所示，有一圆滚门，长度L =10m ，直径D =4m ，上游水深1H =4m ，下游水深2H =2m ，求作用于圆滚门上的水平和铅垂方向的分压力。 3、鱼雷直径为0.533m ，外形是良好的流线型，阻力系数为0.08，在水中以80km/h 的速度前进，计算其所需功率。 4、已知平面流动的速度分布y x x u 422-+=，y xy v 22--=。试确定流动是否存在流函数，若存在，求出流函数。 5、水流过一段转弯变径管,如图所示,已知小管径=1d 200mm ，截面压力701=p kPa ，大管径=2d 400mm ，压力402=p kPa ，流速2v =1m/s 。两截面中心高度差=z 1m ，求管中流量并确定水流方向。 图2 六、根据题目要求解答下列各题 1、图示圆弧形闸门AB(1/4圆), A 点以上的水深H ＝1.2m ，闸门宽B =4m ，圆弧形闸门半径R =1m ，水面均为大气压强。确定圆弧形闸门AB 上作用的静水总压力及作用方向。 解：水平分力 P x =p c ×A x =74.48kN 铅垂分力 P y =γ×V=85.65kN, 静水总压力 P 2= P x 2+ P y 2, P=113.50kN, tan = P y /P x =1.15 ∴ =49° 合力作用线通过圆弧形闸门的圆心。 2、图示一跨河倒虹吸圆管，管径d ＝0.8m ，长 l =50 m ，两个 30 。 折角、进口和出口的局部水头损失系数分别为 ζ1=0.2，ζ2=0.5，ζ3=1.0，沿程水头损失系 数λ=0.024，上下游水位差 H =3m 。若上下游流速水头忽略不计，求通过倒虹吸管的流量Q 。 解： 按短管计算，取下游水面为基准面，对上下游渠道的计算断面建立能量方程 g v R l h H w 2)4(2 ∑+==ξλ 计算圆管道断面的水力半径和局部水头损失系数 9.10.15.022.0 , m 2.04/=++?==== ∑ξχ d A R 将参数代入上式计算，可以求解得到 /s m 091.2 , m /s 16.4 3 ===∴ vA Q v 即倒虹吸管通过的流量为2.091m 3/s 。 3、某水平管路直径d 1=7.5cm ，末端连接一渐缩喷嘴通大气(如题图)，喷嘴出口直径d 2=2.0cm 。用压力表测得管路与喷嘴接头处的压强p =49kN /m 2，管路流速v 1=0.706m/s 。求水流对喷嘴的水平作用力F (可取动量校正系数为1) 解：列喷嘴进口断面1—1和喷嘴出口断面2—2的连续方程： 一、判断题 1、 根据牛顿内摩擦定律，当流体流动时，流体内部内摩擦力大小与该处的流速大小成正比。 2、 一个接触液体的平面壁上形心处的水静压强正好等于整个受压壁面上所有各点水静压强的平均 值。 3、 流体流动时，只有当流速大小发生改变的情况下才有动量的变化。 4、 在相同条件下，管嘴出流流量系数大于孔口出流流量系数。 5、 稳定（定常）流一定是缓变流动。 6、 水击产生的根本原因是液体具有粘性。 7、 长管是指运算过程中流速水头不能略去的流动管路。 8、 所谓水力光滑管是指内壁面粗糙度很小的管道。 9、 外径为D ，内径为d 的环形过流有效断面，其水力半径为4 d D -。 10、 凡是满管流流动，任何断面上的压强均大于大气的压强。 二、填空题 1、某输水安装的文丘利管流量计，当其汞-水压差计上读数cm h 4=?，通过的流量为s L /2，分析 当汞水压差计读数cm h 9=?，通过流量为 L/s 。 2、运动粘度与动力粘度的关系是 ，其国际单位是 。 3、因次分析的基本原理是： ；具体计算方法分为两种 。 4、断面平均流速V 与实际流速u 的区别是 。 5、实际流体总流的伯诺利方程表达式为 ， 其适用条件是 。 6、泵的扬程H 是指 。 7、稳定流的动量方程表达式为 。 8、计算水头损失的公式为 与 。 9、牛顿内摩擦定律的表达式 ，其适用范围是 。 10、压力中心是指 。 一、判断题 ×√×√× ×××√× 二、填空题 1、 3 L/s 2、 ρμν=，斯(s m /2 ) 3、 因次和谐的原理，п定理 4、 过流断面上各点的实际流速是不相同的，而平均流速在过流断面上是相等的 5、 22222212111 122z g v a p h g v a p z +++=++-γγ，稳定流，不可压缩流体，作用于流体上的质量力只有重力，所取断面为缓变流动 6、 单位重量液体所增加的机械能 7、 ∑?=F dA uu cs n ρ 第一章 绪论 1-1．20℃的水2.5m 3 ，当温度升至80℃时，其体积增加多少？ [解] 温度变化前后质量守恒，即2211V V ρρ= 又20℃时，水的密度3 1/23.998m kg =ρ 80℃时，水的密度32/83.971m kg =ρ 32 1 125679.2m V V == ∴ρρ 则增加的体积为3 120679.0m V V V =-=? 1-2．当空气温度从0℃增加至20℃时，运动粘度ν增加15%，重度γ减少10%，问此时动力粘度μ增加多少（百分数）？ [解] 原原ρννρμ)1.01()15.01(-+== 原原原μρν035.1035.1== 035.0035.1=-=-原 原 原原原μμμμμμ 此时动力粘度μ增加了3.5% 1-3．有一矩形断面的宽渠道，其水流速度分布为μρ/)5.0(002.02 y hy g u -=，式中ρ、μ分别为水的密度和动力粘度，h 为水深。试求m h 5.0=时渠底（y =0）处的切应力。 [解] μρ/)(002.0y h g dy du -= )(002.0y h g dy du -==∴ρμ τ 当h =0.5m ，y =0时 )05.0(807.91000002.0-??=τ Pa 807.9= 1-4．一底面积为45×50cm 2，高为1cm 的木块，质量为5kg ，沿涂有润滑油的斜面向下作等速运动，木块运动速度u=1m/s ，油层厚1cm ，斜坡角22.620 （见图示），求油的粘度。 [解] 木块重量沿斜坡分力F 与切力T 平衡时，等速下滑 y u A T mg d d sin μθ== 001 .0145.04.062 .22sin 8.95sin ????= = δθμu A mg s Pa 1047.0?=μ 1-5．已知液体中流速沿y 方向分布如图示三种情况，试根据牛顿内摩擦定律y u d d μ τ=，定性绘出切应力沿y 方向的分布图。 [解] 1-6．为导线表面红绝缘，将导线从充满绝缘涂料的模具中拉过。已知导线直径0.9mm ，长度20mm ，涂料的粘度μ=0.02Pa ．s 。若导线以速率50m/s 拉过模具，试求所需牵拉力。（1.O1N ） [解] 2 53310024.51020108.014.3m dl A ---?=????==π N A h u F R 01.110024.510 05.05002.053=????==∴--μ 1-7．两平行平板相距0.5mm ，其间充满流体，下板固定，上板在2Pa 的压强作用下以0.25m/s 匀速移动， 求该流体的动力粘度。 [解] 根据牛顿内摩擦定律，得 dy du / τμ= 《流体力学》试题 一、单项选择题（本大题共20小题，每小题1分，共20分） 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1．流体在叶轮内的流动是轴对称流动，即认为在同一半径的圆周上（） A．流体质点有越来越大的速度 B．流体质点有越来越小的速度 C．流体质点有不均匀的速度 D．流体质点有相同大小的速度 2．流体的比容表示（） A．单位流体的质量 B．单位质量流体所占据的体积 C．单位温度的压强 D．单位压强的温度 3．对于不可压缩流体，可认为其密度在流场中（） A．随压强增加而增加 B．随压强减小而增加 C．随体积增加而减小 D．与压强变化无关 4．流管是在流场里取作管状假想表面，流体流动应是（） A．流体能穿过管侧壁由管内向管外流动 B．流体能穿过管侧壁由管外向管内流动 C．不能穿过侧壁流动 D．不确定 5．在同一瞬时，位于流线上各个流体质点的速度方向总是在该点，与此流线（）A．相切 B．重合 C．平行 D．相交 6．判定流体流动是有旋流动的关键是看（） A．流体微团运动轨迹的形状是圆周曲线 B．流体微团运动轨迹是曲线 C．流体微团运动轨迹是直线 D．流体微团自身有旋转运动 7．工程计算流体在圆管内流动时，由层流变为紊流采用的临界雷诺数取为（）A．13800 B．2320 C．2000 D．1000 8．动量方程是个矢量方程，要考虑力和速度的方向，与所选坐标方向一致为正，反之为负。如果力的计算结果为负值时（） A．说明方程列错了 B．说明力的实际方向与假设方向相反 C．说明力的实际方向与假设方向相同 D．说明计算结果一定是错误的 9．动量方程（） A．仅适用于理想流体的流动 B．仅适用于粘性流体的流动 C．理想流体与粘性流体的流动均适用 D．仅适用于紊流 10．如图所示，有一沿垂直设置的等截面弯管，截面积为A，弯头转角为90°，进口截面1－1与出口截面在2－2之间的轴线长度为L，两截面之间的高度差为△Z，水的密度为ρ，则作用在弯管中水流的合外力分别为（） A． B． C． 工程流体力学考试试题 1. 矩形闸门AB 可绕其顶端的A 轴旋转，由固定在闸门上的一个重物来保持闸门的关闭。已知闸门宽120cm ，长90cm ，整个闸门和重物共重1000kg ，重心在G 点处，G 点与A 点的水平距离为30cm ，闸门与水平面的夹角οθ60=，求水深为多少时闸门刚好打开? 2.以Langrange 变数(a,b,c)给出流体的运动规律为 ?? ???===-t t t ce z be y ae x 2 (1) 求速度场； (2) 流场是否是定常的？ (3)求t=0时刻过空间(1,1,1)点的流线； (4)求t=0时刻过空间(1,1,1)点的迹线。 3.高速水流在浅水明渠中流动，当遇到障碍物时会发生水跃现象，其水位将急剧上升（如图中(a)所示），其简化模型如图(b)所示。设跃水前后流速在截面上分布为均匀的，压力沿水深的变化与静水相同。如果流动是定常的，壁面上的摩阻可以不考虑。证明： (1)??? ? ??++-=1211281121gh V h h ； (2)水跃只有在11gh V ≥时才有可能发生； (3) 水跃过程中单位质量流体的机械能损失为()g h h h h 2 12124-。 4.考虑两块无限平板间的粘性不可压缩流体的定常层流运动。设两板间距离为h，流体密度和粘性系数分别为ρ和μ，流体的质量力不计，若沿板向压力梯度为常数，上板固定不动，下板以常速U 1 在其自身平面内作直线运动。求: (1)板间流体的速度分布； (2)任意截面上流体的质量流量； (3)平均速度； (4)最大速度； (5)作用在上下板上的摩擦应力。 题4 5.图示管路系统，CD管中的水由A、B两水池联合供应。已知L1=500m,L0=500m,L2=300m,d1=0.2m,d0=0.25m,λ1=0.029,λ2=0.026,λ0 =0.025,Q =100L/s.求Q 1 、Q 2 及d 2 。 6.已知平面势流的流函数xy y x7 4 6+ - = ψ，求流速分量、速度势。 一\选择题部分 （1）在水力学中，单位质量力是指（答案：c ） a、单位面积液体受到的质量力； b、单位体积液体受到的质量力； c、单位质量液体受到的质量力； d、单位重量液体受到的质量力。 （2）在平衡液体中，质量力与等压面（答案：d） a、重合； b、平行 c、相交； d、正交。 （3）液体中某点的绝对压强为100kN/m2，则该点的相对压强为 a、1 kN/m2 b、2 kN/m2 c、5 kN/m2 d、10 kN/m2 答案：b （4）水力学中的一维流动是指（答案：d ） a、恒定流动； b、均匀流动； c、层流运动； d、运动要素只与一个坐标有关的流动。 （5）有压管道的管径d与管流水力半径的比值d /R=（答案：b） a、8； b、4； c、2； d、1。 （6）已知液体流动的沿程水力摩擦系数 与边壁相对粗糙度和雷诺数Re都有关，即可以判断该液体流动属于答案：c a、层流区； b、紊流光滑区； c、紊流过渡粗糙区； d、紊流粗糙区（7）突然完全关闭管道末端的阀门，产生直接水击。已知水击波速c=1000m/s，水击压强水头H = 250m，则管道中原来的流速v0为答案：c a、1.54m b 、2.0m c 、2.45m d、3.22m （8）在明渠中不可以发生的流动是（答案：c ） a、恒定均匀流； b、恒定非均匀流； c、非恒定均匀流； d、非恒定非均匀流。 （9）在缓坡明渠中不可以发生的流动是（答案：b）。 a、均匀缓流； b、均匀急流； c、非均匀缓流； d、非均匀急流。 （10）底宽b=1.5m的矩形明渠，通过的流量Q =1.5m3/s，已知渠中某处水深h = 0.4m，则该处水流的流态为答案：b a、缓流； b、急流； c、临界流； （11）闸孔出流的流量Q与闸前水头的H（答案：d ）成正比。 a、1次方 b、2次方 c、3/2次方 d、1/2次方 （12）渗流研究的对象是（答案：a ）的运动规律。 a、重力水； b、毛细水； c、气态水； d、薄膜水。 （13）测量水槽中某点水流流速的仪器有答案：b a、文丘里计 b、毕托管 c、测压管 d、薄壁堰 （14）按重力相似准则设计的水力学模型，长度比尺λL=100，模型中水深为0.1米，则原型中对应点水深为和流量比尺为答案：d a、1米，λQ =1000； b、10米，λQ =100； 西南交通大学200 －200 学年第( )学期考试试卷 课程代码 0137400 课程名称 工程流体力学A 考试时间 120 分钟 题号 一 二 三 四 五 总成绩 得分 阅卷教师签字： 一、单项选择题（本大题共15小题，每小题1分，共15分）在每小题列出的四个备选项中 只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1．交通土建工程施工中的新拌建筑砂浆属于（ ） A、牛顿流体 B、非牛顿流体 C、理想流体 D、无黏流体 2．牛顿内摩擦定律y u d d μ τ=中的y u d d 为运动流体的（ ） A、拉伸变形 B、压缩变形 C、剪切变形 D、剪切变形速率 3．平衡流体的等压面方程为（ ） A、0=--z y x f f f B、0=++z y x f f f C、 D、0d d d =--z f y f x f z y x 0d d d =++z f y f x f z y x 4．金属测压计的读数为（ ） A、绝对压强 B、相对压强p 'p C、真空压强 D、当地大气压 v p a p 5．水力最优梯形断面渠道的水力半径=R （ ） A、 B、 C、 D、 4/h 3/h 2/h h 6．圆柱形外管嘴的正常工作条件是（ ） A、 B、m 9,)4~3(0>=H d l m 9,)4~3(0<=H d l C、 D、m 9,)4~3(0>>H d l m 9,)4~3(0< 《工程流体力学（Ⅱ）》考试试卷（第二套） 小题，一、填空题（本大题分11 小题，每空 1 分，共20 分）填空题（1．作用在流体上的力有和两大类。 2 2．动力粘度为0.1cP 的液体在管中的速度分布为u ( y ) = 0.5 × ( y ? 0.05) ，则在y=0.02m 处流体间的切应力大小为Pa。 3．含绝对静止水的容器中，水表面的绝对压强值为48.8kPa，则容器中水深1m 处的表压值为Pa，真空高度为m。 4．对工程中流动使用总流伯努利方程的条件有：流体不可压缩、只受重力作用、、。分布，剪切应力呈分布。 5．圆管层流当中，速度呈 6．输水管路水的流速为1m/s，突然关闭阀门后产生压力波的传播速度为1200m/s，则水击压力为Pa。和。 7．并联管路中，流量和水头损失的水力特性为 8．温度为27℃，速度为120m/s 的空气经历绝热等熵过程进入储气箱内，则滞止温度为287.06J/(kg?K)）9．20℃空气以350m/s 运动，则声速在该气体中传播的大小为运动的马赫数值为，该流动属于流动。，假塑性及膨胀性，屈服假塑性流体流变方程。。。气体K。（其中空气的绝热指数k 值为 1.4，气体常数R 为 10．非牛顿流体中塑性流体流变方程为流体流变方程为为11．喷射泵的工作原理为 ，（本大题分小题，二、判断题（正确的划“√” 错误的划“×” ）本大题分 10 小题，每小题2 判断题（正确的划“√” 错误的划“（分，共20 分）1．液体的粘度随温度升高而升高；气体的粘度随温度升高而降低。（）2．对连通容器中的同一种静止液体而言，同一条水平线上各点的静压力值相同。 （ ） 3．稳定的圆管层流当中，欧拉加速度中迁移加速度项为零。（） 4．对工程中有压管道流动进行实验模拟，需要保证模型和原型的弗劳德数相等。（） 5．同作用水头、同孔径的管嘴泄漏与孔口泄流相比，其水头损失较大且流量也较大。（） 6. 在管道突然关闭阀门产生的直接水击中，前一个相长分别经历的是增压逆波和减压顺波。（） 7．飞机以Ma > 1 的条件在大气中运动，大气中被扰动的区域将会形成一个马赫锥。（） 8．在单纯的收缩喷管中，气流不可以被加速到超声速状态。（） 9 ．假塑性流体具有“ 越搅越稠” 的特性。（） 10．非牛顿流体在管道中流动时产生结构流的原因是流体存在极限切应力。（） ，其直径由d1=1.5m 渐变到三、如图所示为嵌入支座内的一段输水管（俯视图）3 d2=1.0m。当p1=196kPa(相对压强)，流量Q=1.8m /s 时，求支座所受的水平力R。不计水头损失。15 分）（2012年东北电力大学工程流体力学考研真题Word版
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811工程流体力学
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