西安交通大学-流体力学-期末总复习
流体力学期末复习资料
1、流体运动粘度的国际单位为m^2/s 。
2、流体流动中的机械能损失分为沿程损失和局部损失两大类。
3、当压力体与液体在曲面的同侧时，为实压力体。
4、静水压力的压力中心总是在受压平面形心的下方。
5、圆管层流流动中，其断面上切应力分布与管子半径的关系为线性关系。
6、当流动处于紊流光滑区时，其沿程水头损失与断面平均流速的1.75 次方成正比。
7、当流动处于湍流粗糙区时，其沿程水头损失与断面平均流速的2 次方成正比。
8、圆管层流流动中，其断面平均流速与最大流速的比值为1/2 。
9、水击压强与管道内流动速度成正比关系。
10、减轻有压管路中水击危害的措施一般有：延长阀门关闭时间, 采用过载保护，可能时减低馆内流速。
11、圆管层流流动中，其断面上流速分布与管子半径的关系为二次抛物线。
12、采用欧拉法描述流体流动时，流体质点的加速度由当地加速度和迁移加速度组成。
13流体微团的运动可以分解为：平移运动、线变形运动、角变形运动、旋转运动。
14、教材中介绍的基本平面势流分别为：点源、点汇、点涡、均匀直线流。
15、螺旋流是由点涡和点汇两种基本势流所组成。
16、绕圆柱体无环量流动是由偶极流和平面均匀流两种势流所组成。
17、流动阻力分为压差阻力和摩擦阻力。
18、层流底层的厚度与雷诺数成反比。
19、水击波分为直接水击波和间接水击波。
20、描述流体运动的两种方法为欧拉法和拉格朗日法。
21、尼古拉兹试验曲线在对数坐标中的图像分为5个区域，它们依次为：层流层、层流到紊流过渡区、紊流区、紊流水力粗糙管过渡区、紊流水力粗糙管平方阻力区。
22、绕流物体的阻力由摩擦阻力和压差阻力两部分组成。
二、名词解释1、流体：在任何微小剪力的持续作用下能够连续不断变形的物质2、牛顿流体：把在作剪切运动时满足牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体。
3、等压面：在流体中，压强相等的各点所组成的面称为等压面。
4、流线：流线是某一瞬时在流场中所作的一条曲线，在这条曲线上的各流体的速度方向都与该曲线相切。
流体力学期末总复习
2.选择题（2′×10=20′）
3.计算题（共5题，共60分）
1）静止流体作用下的总压力；（10 ′）
2）动量定理；（12′） 3）π定理证明关系式； （10′） 4）实际流体伯努利方程，水头损失； （10′） 5）管系， U形管测压计，泵的有效功率。 （18′）
u x t u y ＝ t u z t
u x u x u x ux uy uz x y z u y u y u y ux uy uz x y z u z u z u z ux uy uz x y z
位变（迁移）加速度
p p0 gh
适用条件：静止、不可压缩流体。
帕斯卡定律：自由液面上 的压强将以同样的大小传 递到液体内部的任意点上
5.掌握流体静压力的计量标准及其表示方法
p pM pab pv pab
pab>pa
pa pab<pa p=0
绝对压力pab 表压 pM 真空压力（真空度） pv
注意：pv表示绝对压强小于当地大气压强而形成真空的程度，读正值！
2.掌握连续介质假设
内容： 不考虑流体的微观结构，而是采用简化模型来代替流体的真是 微观结构。流体充满着一个空间时是不留任何空隙的，即把流 体看做是连续介质。 意义： 不必研究大量分子的瞬间运动状态，而只要研究描述流体宏 观状态物理量。将一个本来是大量的离散分子或原子的运动 问题近似为连续充满整个空间的流体质点的运动问题。
液体在曲面上面，垂直分力方向向下。 液体在曲面下面，垂直分力方向向上。
第三章 流体运动学 1.了解描述流动的两种方法；
西安交通大学流体力学考试题
2、流体微团的运动可以分解为 3、系统的质量
时间变化，形状和体积大小 个分量组成， 其中有 力和 之比。
4、 粘性流体的应力张量由 5、弗劳德数的物理意义是表示 6、速度系数 是 和
7、若已知不可压缩平面势流流动按等流函数增量画出的流线簇，则流线越密的地方速度 越 ，压力越 。 和 决定。 流动。
H l1 , d1 l2 , d2 l4 , d4
l3 , d3
题3图 4、一喷管在设计工况下工作，其内部流动可以看成是等熵流动，已知喷管进口速度 V1 = 30m/s，压强 p1 = 2.5×105Pa，温度 T1 = 700 K，进口面积 A = 1.0m2，设计背压为 试求： (1) 喉部压强和面积； (2) 出口截面马赫数和面积。 （空气的 R = 287 0.7×105Pa。 （14 分） J/kg·K， = 1.4）
三、计算题（共计 50 分）
1. 如图所示，轴线处于水平面的直径由 d1 = 20cm 变化到 d2 = 15cm 的变直径 90弯头， 其后连接一喷嘴，出口直径 d3 = 12cm，水流由喷嘴流出后冲击到一转角 =135的叶 片上，叶片所受作用力的 x 方向分量 Fx = 7719N。求：(1) 弯头进口截面 1-1 和出口 截面 2-2 处的表压强；(2) 弯头受到 x、y 方向的作用力。 （不计流体粘性，ρ 水 = 1000 （12 分） kg/m3，g = 9.81 m/s2）
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西 安 交 通 大 学 考 试 题
C、一定在圆柱面外 13、边界层分离（ ） B、只可能出现在紊流边界层 D、只可能出现在平板边界层 B、临界压强 D、临界密度 ）方程 B、普朗特 D、兰金—雨果纽 A、只可能出现在层流边界层 C、层流和紊流边界层都可能发生 14、气流通过正激波时， （ A、临界温度 C、滞止压强 15、粘性流体运动微分方程称为（ A、欧拉 C、纳维—斯托克斯 ）不变 D、要根据环量大小确定
流体力学复习提纲及答案 交大
切向应力与流体的角变形率成正比 应力张量 σ xx τ xy τ xz
τ yx σ yy τ yz τ zx τ zy σ zz
九个应力分量中只有六个是独立的
二、计算
1、积分形式的动量方程、连续方程同伯努利方程的综合应用； （注意坐标系、控制体的选取、 受力分析时尤其要注意表压力是否存在）
1、牛顿内摩擦定律的应用－间隙很小的无限大平板或圆筒之间的流动。的特点； 方向垂直于作用面，并指向流体内部 静止流体任意点处静压强的大小与其作用面方位无关，只是作用点位置的函数 理想流体压强的特点（无论运动还是静止） ；
p = f (x , y ,z ) 静压强的大小与其作用面方位无关，只是作用点位置的函数
DN ∂N ∂N ∂N ∂N = +u +v +w Dt ∂t ∂x ∂y ∂z
DN 流体质点的物理量 N 随时间的变化率 Dt ∂N 空间点上的 N 随时间的变化率，由物理量场的非定常性引起 局部导数或当地导数 ∂t u ∂N ∂N ∂N +v +w 由物理量场的非均匀性引起的 N 的变化率 位变导数或对流导数 ∂x ∂y ∂z
/
µ 反应流体真实粘性的大小 ν 不能真实反应流体粘性的大小
µ ρ
理想流体的定义及数学表达 粘性系数为零的流体
µ = 0
牛顿内摩擦定律（两个表达式及其物理意义）
τ = µ du dy
粘性切应力与层间速度梯度成正比，而不由速度决定
τ =µ
dα dt 粘性切应力与角变形率成正比，而不由变形量决定
粘性产生的机理，粘性、粘性系数同温度的关系 液体：分子间内聚力 温度上升，粘性系数增大 气体：分子热运动 温度上升，粘性系数减小 牛顿流体的定义 符合牛顿内摩擦定律的流体 3、可压缩性的定义 压强变化引起流体体积或密度变化的属性 体积弹性模量的定义、物理意义及公式 =−
西安交大流体力学题及答案
西安交大流体力学题及答案(总40页)-本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-一、 选择题(略) 二、 判断题(略) 三、 简答题1.等压面是水平面的条件是什么:①连续介质 ② 同一介质 ③ 单一重力作用下. 2. 同一容器中装两种液体，且21ρρ〈，在容器侧壁装了两根测压管。
试问：图中所标明的测压管中液面位置对吗为什么解：不对，（右测压管液面要低一些，从点压强的大小分析）C (c) 盛有不同种类溶液的连通器DC D水油BB (b) 连通器被隔断AA(a) 连通容器3. 图中三种不同情况，试问：A-A 、B-B 、C-C 、D-D 中哪个是等压面哪个不是等压面为什么：（ a ）A-A 是 （b ）B-B 不是 （c ）C-C 不是， D-D 是。
四、作图题(略)五、计算题(解题思路与答案)1. 已知某点绝对压强为80kN/m 2，当地大气压强p a =98kN/m 2。
试将该点绝对压强、相对压强和真空压强用水柱及水银柱表示。
解： 用水柱高表示（1）该点绝对压强： （2）该点相对压强：（3）该点真空压强： 用水银柱高表示（1）该点绝对压强： H g（2）该点相对压强： mm H g （3）该点真空压强： mm H g2. 一封闭水箱自由表面上气体压强p 0=25kN/m 2，h 1=5m ，h 2＝2m 。
求A 、B 两点的静水压强。
解：由压强基本公式gh p p ρ+=0求解 A p = mH 2o (74 kN/m 2) B p = mH 2o kN/m 2)3 如图所示为一复式水银测压计，已知m 3.21=∇，m 2.12=∇，m 5.23=∇，m 4.14=∇，m 5.15=∇(改为。
试求水箱液面上的绝对压强0p ＝解：①找已知点压强(复式水银测压计管右上端)②找出等压面③计算点压强,逐步推求水箱液面上的压强0p.: 0p= kN/m24 某压差计如图所示，已知H A=H B=1m，ΔH=。
流体力学_西安交通大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
流体力学_西安交通大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.弗劳德数描述了（）的比参考答案:惯性力与重力2.以下关于力学相似的说法，错误的是（）参考答案:运动相似是动力相似的主导因素3.若要满足模型流动与实际流动的雷诺数相等，则以下模型流动设计说法错误的是（）参考答案:同一种流动介质，小模型，低流速4.雷诺数描述了惯性力与压力的比。
参考答案:错误5.几何相似是运动相似和动力相似的前提条件，运动相似是几何相似和动力相似的表象。
参考答案:正确6.量纲是描述物体或系统的可测量性质，用单位和确定的数值可以定量的描述量纲。
参考答案:正确7.仅考虑粘性力、压力和惯性力作用的流动，在几何相似的前提下，独立准则包括雷诺准则和欧拉准则。
参考答案:错误8.量纲分析是一种定性的分析方法。
参考答案:正确9.流线与迹线重合的条件是参考答案:定常流动10.以一定旋转角速度旋转的流体微团只有受到（）作用，其旋转角速度才能产生或发生变化。
参考答案:力偶11.速度势函数的存在条件为（）。
参考答案:势流12.流函数满足拉普拉斯方程的条件是（）。
参考答案:势流13.势流伯努利方程的适用条件不包含（）。
参考答案:非定常流动14.基本平面势流，关于点源和点汇，下列描述错误的是（）。
参考答案:只有切向速度15.点涡所在处速度无穷大，方向不定，压强负无穷大，实际中不存在。
参考答案:正确16.偶极流的正方向为，由汇指向源。
参考答案:正确17.绕圆柱的无环量流动，是由沿X正向的均直直线流动与位于原点的指向X负方向的偶极流的合成。
参考答案:正确18.绕圆柱的有环量流动中，环量的存在使圆柱上下表面压强分布不对称，从而产生垂直于来流方向的合力。
参考答案:正确19.升力的方向为，将来流速度矢量方向顺环流方向旋转90度。
参考答案:错误20.应用总流伯努利方程进行管内流动分析时，两过流断面之间的流动必须是缓变流。
参考答案:错误21.水力光滑管的沿程损失系数只与管道壁面粗糙度有关。
西安交通大学流体力学复习大纲
第1章流体及其主要物理性质一、概念1、什么是流体？什么是连续介质模型？连续介质模型的适用条件；2、流体粘性的定义；动力粘性系数、运动粘性系数的定义、公式；理想流体的定义及数学表达；牛顿内摩擦定律（两个表达式及其物理意义）；粘性产生的机理，粘性、粘性系数同温度的关系；牛顿流体的定义；3、可压缩性的定义；体积弹性模量的定义、物理意义及公式；气体等温过程、等熵过程的体积弹性模量；不可压缩流体的定义及体积弹性模量；4、作用在流体上的两种力。
二、计算1、牛顿内摩擦定律的应用－间隙很小的无限大平板或圆筒之间的流动。
第2章流体静力学一、概念1、流体静压强的特点；理想流体压强的特点（无论运动还是静止）；2、静止流体平衡微分方程，物理意义及重力场下的简化；3、不可压缩流体静压强分布（公式、物理意义），帕斯卡原理；4、绝对压强、计示压强、真空压强的定义及相互之间的关系；5、各种U型管测压计的优缺点；6、作用在平面上的静压力（公式、物理意义）。
二、计算1、U型管测压计的计算；2、绝对压强、计示压强及真空压强的换算；3、平壁面上静压力大小的计算。
第3章流体运动学基础一、概念1、描述流体运动的两种方法（着眼点、数学描述、拉格朗日及欧拉变数）；2、流场的概念，定常场、非定常场、均匀场、非均匀场的概念及数学描述；3、一元、二元、三元流动的概念；4、物质导数的概念及公式：物质导数（质点导数）、局部导数（当地导数）、对流导数（迁移导数、位变导数）的物理意义、数学描述；流体质点加速度、不可压缩流体、均质不可压缩流体的数学描述；5、流线、迹线、染色线的定义、特点和区别，流线方程、迹线方程，什么时候三线重合；流管的概念；6、线变形的概念：相对伸长率、相对体积膨胀率公式，不可压缩流体的相对体积膨胀率应为什么？旋转的概念：旋转角速度公式，什么样的流动是无旋的？角变形率公式。
二、计算1、物质导数的计算，如流体质点加速度或流体质点某物理量对时间的变化率；2、相对体积膨胀率、旋转角速度、角变形率的计算；3、流线、迹线方程的计算。
西安交通大学-流体力学-期末总复习
一 概念
流体：在任何微小剪切力持续作用下连续变形的物体。 连续介质模型：假定组成流体的最小物质实体是流体质点，流体是由无限多个流体质点 组成，质点之间不存在间隙。
适用条件：分子平均自由程远小于流动问题特征尺寸。 不适用条件：稀薄气体，激波层等。 粘性：流体抵抗剪切变形（相对运动）的一种属性。
倾斜管测压计：
优点：提高了读数和压强测量的精度。 作用在平面上的流体静压力：
总压力表示为： 压力作用点的位置（压力中心）：
二 计算
1、 U 型管测压计的计算； 2、 绝对压强、计示压强、真空压强的计算； 3、 平壁面上静压力大小的计算。
第三章 流体运动学基础
描述流体运动的两种方法：利用初始时刻流体质点的坐标作为区分不同流体质点的标志。
拉格朗日方法
欧拉方法
着眼点
流体质点
空间点
在直角坐标系中有：
变数
流场：运动流体所占有的空间区域。
元流动和三元流动。 物质导数： 流体指点的加速度：
分为一元流动、二
不可压缩流体：密度的物质倒数等于零，即
。只表示各个流体质点在运动中保持密度
不变，并不要求各个流体质点的密度相同。
均质不可压缩流体：
和 =0；密度场必为定常场。
雷诺准则： 惯性力与粘性力的
比：
V 为特征速度，L 为特征长度是粘性流体流动最重要的准则数 管道流动、飞行器或潜艇的阻力等
第五章 相似原理与量纲分析
力学相似：模型流动与实物流动在对应点上对应物理量都应该有一定的比例关系。 包括几何相似、运动相似和动力相似。
几何相似：模型流动与实物流动具有相似的边界形状，一切对应的线性尺寸成同一比例。
运动相似：模型流动与实物流动的速度场相似。
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第一章流体及其主要物理性质
一概念
流体：在任何微小剪切力持续作用下连续变形的物体。
连续介质模型：假定组成流体的最小物质实体是流体质点，流体是由无限多个流体质点组成，质点之间不存在间隙。
适用条件：分子平均自由程远小于流动问题特征尺寸。
不适用条件：稀薄气体，激波层内等。
粘性：流体抵抗剪切变形（相对运动）的一种属性。
流体层间无相对运动时不表现粘性
牛顿平板实验：
两板间流体速度：
剪切力，即：
或：
式中与板间流体的种类、流体的温度、压强有关，成为液体的动力粘性系数，简称粘性系数。
流体做任意层状流动：
牛顿内摩擦定律的数学表达式
式中是角变形率或角变形速度。
凡符合牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体。
产生粘性机理：
同一种流体的动力粘性系数与流体的温度有很大的关系，而受压强的影响很小。
液体与气体的产生粘性机理不一样，液体的粘性主要取决于分子间的距离和分子间的吸引力，故温度升
高粘性下降；气体的粘性主要取决于分子气体热运动所产生的动量交换，故温度升高，其粘性增大。
在国际单位中：
μ反应流体真实粘性的大小
运动粘性系数：
物理单位是：
粘性系数等于零的流体称为理想流体或无粘流体。
工程上常用体积弹性模量衡量流体的可压缩性，体积弹性模量定义为：
体积弹性模量的量纲和压强相同，是或。
流体的压缩性越大，则越大，即越小；反之，可压缩性越小，则越
小，即越大。
体积弹性模量又可以表示为：
等温体积弹性模量：
等熵体积弹性模量：
由：
当很小或者很大，由或者二者兼得，则此时流体的密度相对变化量就很小。
如果忽
略流体密度的变化，不考虑流体的可压缩性的影响，这种简化的模型称为不可压缩流体，其密度可视为常量；反之，考虑密度为变量或压缩性影响的流体，称为可压缩流体。
不可压缩流体：液体低速流动的气体
可压缩流体：气体水下爆炸和水锤现象的液体。