2010年四川大学流体力学试题--附答案
《流体力学》期末考试复习题及参考答案
流体力学复习题（课程代码392348）一、名词解释1、雷诺数参考答案：用于评价层流和紊流流态的指标，与过流断面平均流速和直径成正比，与流体粘度成反比。
2、层流参考答案：流体流动的流线相互平行的流动，其圆管流动的雷诺数小于2000。
3、压差阻力参考答案：流体绕过物体流动的过程中，物体前后对称面上作用的压力差形成的阻力。
4、压力体参考答案：流体作用在曲面上压力的铅直分量，是曲面边界，过曲面端点做自由水面的延长线或自由水面的垂线与自由水面或自由水面的延长线之间的围合的区域。
5、局部水头损失参考答案：液体流经管道阀门，弯道，变径等处引起的流体能量的损失。
6、短管参考答案：在计算流动损失的过程中，既要考虑沿程损失，也要考虑局部损失的管道系统计算。
7、质点参考答案：假设流体为连续的有质量而大小可以忽略不计的点组成，但每一点又包含大量的水分子。
8、均匀流参考答案：流道内流体的流线平行，过流断面相等，流速沿程不变的流动。
9、水力半径参考答案：水力半径是过流断面积与湿周的比值。
10、流线参考答案：流体在流场中，流体质点的速度方向始终相切的曲线11、沿程水头损失参考答案：流体在流动过程中沿管道长度方向的摩擦损失12、真空度参考答案：绝对压强低于大气压的压强13、紊流参考答案：流体流动的过程中，流速大于临界流速的流动14、实压力体参考答案：流体和压力体均处于二向曲面同侧15、毛细管现象参考答案：直径很小的两端开口的细管竖直插入液体中，由于表面张力的作用，管中的液面会发生上升或下降的现象二、填空题1、流体的粘性是指_____________________________________________。
参考答案：流体运动时产生阻力的性质。
2、体积流量是指___________________________________________________。
参考答案：单位时间内流过过流断面的流体质量3、流场中速度等物理量不随时间变化的流动称为_______________。
2010年四川大学流体力学试题--附答案
2010年流体力学试题1、简答题（10）（1）设有一速度向量V （x,y,z ），试说明其梯度、散度和旋度所代表的几何意义？对于不可压缩流体和可压缩流体代表的物理意义分别是什么？（2）简述拉格朗日法和欧拉法，写出输运公式及两个推论，并说明其作用？答：拉格朗日法是通过下列两个方面来描述整个流动情况的：（1）某一运动的流体质点的各种物理量（如密度、速度等）随时间的变化；（2）相邻质点间这些物理量的变化。
欧拉法是通过下列两个方面来描述整个流场情况的：（1）在空间固定点上流体的各种物理量（如速度，压力等）随时间的变化；（2）在相邻的空间点上这些物理量的变化。
输运公式： 0t 0D ( Dt d t A d V t ττττ∂Φ=+Φ∂Φ⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰（）（）输运公式的两个推论：2、利用哈密尔顿算子证明：（10分）（1）b a a b a b ∙⨯∇-∙⨯∇=⨯∙∇)()()(（2）a a a⨯∇+⨯∇=⨯∇φφφ)(证明：（1） 3、求不可压缩粘性流体动量方程：V f P V V t u 2∇++∇=∇∙+∂∂υρ在柱坐标系下的表达式。
（30分）4、在不可压无界流场中有一对等强度Γ的线涡，方向相反，分别放置在（0，h ）和（0，-h ）点上，无穷远处有一股来流V ∞，恰好使这两个线涡停留不动，求流线方程（10分）5、如已知m h m h m kg 37,78,/1000213=-=ρ，图示水坝，求水作用在单位宽度坝面上的合力及其作用点。
（10分）6、椭球1222222=++cz b y a x 以i U V 00=等速运动，试写出：（15分） （1）不可压缩无旋流的基本方程；（2）在绝对坐标系中流体运动的物面条件。
7、设有向量k xy z j xz y i yz x a )2()2()2(222-+-+-=，（1）证明该向量有势；（2）求出其势函数； （3）若a 表示加速度，试求点（1，1，1）处的压强梯度（理想流体，不计质量力）。
多套完整流体力学试卷及答案（期末考试）
流体力学试卷及答案一一、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4d 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 。
三、简答题1、 稳定流动与不稳定流动。
2、 产生流动阻力的原因。
3、 串联管路的水力特性。
4、 如何区分水力光滑管和水力粗糙管，两者是否固定不变？5、 静压强的两个特性。
6、 连续介质假设的内容。
7、 实际流体总流的伯诺利方程表达式及其适用条件。
8、 因次分析方法的基本原理。
9、 欧拉数的定义式及物理意义。
10、压力管路的定义。
11、长管计算的第一类问题。
12、作用水头的定义。
13、喷射泵的工作原理。
14、动量方程的标量形式。
15、等压面的特性。
16、空间连续性微分方程式及其物理意义。
流体力学考试判断(附答案)
1、相对压强可以大于、等于或小于零。
（√）2、水流总是从单位机械能大的断面流向单位机械能小的断面。
( √ )3、相对静止液体中的等压面可以是倾斜平面或曲面。
（√）4、重力与其它质量力同时作用时，等压面为水平面。
（╳）5、平面上静水总压力的大小等于压力中心点的压强与受压面面积的乘积。
（╳）6、泵与风机在管路系统中工作时，必须满足能量的供求平衡。
（√）7、静止液体的等压面一定是水平面。
（√）8、物体的浮力就是作用在该物体上的静水总压力的水平分力。
（╳）9、水力学的真空现象是指该处没有任何物质。
（╳）10、当管流过流断面流速符合对数规律分布时，管中水流为层流。
( × )11、曲面上静水总压力的水平分力等于曲面的铅垂投影面上所受静水总压力。
（√）12、物体的浮力就是作用在该物体上的静水总压力的垂直分力。
（√）13、当液体发生真空时，其相对压强必小于零。
（√）14、均质、连通的静止液体内任何一点的测压管水头等于常数。
（√）15、某点相对压强为-5千帕、真空度为4.9千帕是可能的。
（╳）16、作用在任意平面上的静水总压力的作用点与平面的形心重合。
（╳）18、任意受压面上的平均压强等于受压面形心点的压强。
（╳）19、静止液面下的矩形平板的总压力作用中心与闸板形心重合。
（╳）20、圆柱曲面上静水总压力的作用点就是曲面的中心。
（╳）21、等压面与质量力垂直。
（√）22、相对静止液体的等压面一定是水平面。
（╳）23、绝对压强可以为正值也可以为负值。
（╳）24、和大气相通容器的测压管液面一定与容器内液面高度相同。
（√）25、曲面静水压力的铅直分力的大小和方向均与压力体中液体受到的重力相同。
（╳）26、曲面上静水总压力的铅直分力的大小等于压力体的体积。
（╳）27、等角速度旋转容器中液体的等压面为旋转抛物面。
（√）28、某点存在真空，是指该点的绝对压强小于大气压强。
（√）29、静止流体中某点压强的大小，不仅与其淹没深度有关还与受压面的方位有关。
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第一章 绪论思考题1-1 何谓流体连续介质模型？含有气泡的液体是否适用连续介质模型？ 答：所谓流体的连续介质模型，即把流体视为没有间隙地由流体质点充满它所占据的整个空间的一种连续介质其物理性质和物理量也是连续的。
若气泡相对于液体而言可以看作孤立的点的话，则含有气泡的液体可以适用连续介质模型。
习题11-3 如题图所示，设平行板间隙为0.5mm ，中间充满液体，上板以U ＝0.25m/s 的速度平移，施于单位面积的力为2Pa ，试求液体的粘度为多少？解：YU dy du A F μμτ===液体粘度s Pa AU FY ⋅⨯=⨯⨯==--3310425.0105.02μ1-4 求题图所示的轴与轴套之间的流体粘度。
解：s Pa dLU FY dLA Y U dy du A F ⋅=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==⇒====--0648.0493.010)140120(14.3102.034.863πμπμμτ第二章 流体静力学习题22-5 用多管水银测压计测压，，题图中标高的单位为m ，试求水面的压强p 0。
解：Pam g m g p pap m m g p p m m p p m m g p p m m g p p D D CC B B A A 5001065.29.298002.21334169.22.20)2.13.2()2.15.2(g )4.15.2()4.10.3(⨯=⨯-⨯=⨯-⨯=⇒⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=-+=--=-+=-+=水汞汞水汞水ρρρρρρ2-9 一盛水的敞口容器作加速运动，试求下列两种情况下容器内静压强的分布规律：（1）自由降落；（2）以等加速度a 向上运动。
解：h a g p p )sin (0αρ++=（1）0,900=∴=︒-=p p 相对压强α（2）)(,900a g h p p p p a a ++=∴=︒=ρα绝对压强2-12 试求开启题图所示水闸闸门所需的单宽拉力F 。
不计闸门自重及转轴摩擦力。
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流体力学复习题-----2013制一、填空题1、1mmH 2O= 9.807 Pa2、描述流体运动的方法有 欧拉法 和 拉格朗日法 。
3、流体的主要力学模型是指 连续介质 、 无粘性 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 粘性力 与 惯性力 的对比关系。
5、流量Q1和Q2，阻抗为S1和S2的两管路并联，则并联 后总管路的流量Q 为Q= Q1 + Q2，总阻抗S 为 。
串联后总管路的流量Q 为Q= Q1 =Q2，总阻抗S 为S1+S2 。
6、流体紊流运动的特征是 脉动现行 ，处理方法是 时均法 。
7、流体在管道中流动时，流动阻力包括沿程阻力 和 局部阻力 。
8、流体微团的基本运动形式有： 平移运动 、 旋转流动 和 变形运动 。
9、马赫数气体动力学中一个重要的无因次数，他反映了 惯性力 与 弹性力 的相对比值。
10、稳定流动的流线与迹线 重合 。
11、理想流体伯努力方程=++g 2u r p z 2常数中，其中rp z +称为 测压管 水头。
12、一切平面流动的流场，无论是有旋流动或是无旋流动都存在 流线 ，因而一切平面流动都存在 流函数 ，但是，只有无旋流动才存在 势函数。
13、雷诺数之所以能判别 流态 ，是因为它反映了惯性力 和 粘性力 的对比关系。
14、流体的主要力学性质有 粘滞性 、 惯性 、 重力性 、 表面张力性 和 压缩膨胀性 。
15、毕托管是广泛应用于测量 气体和 水流一种仪器。
16、流体的力学模型按粘性是否作用分为 理想气体 和 粘性气体 。
作用与液上的力包括 质量力， 表面力。
17、力学相似的三个方面包括 几何相似 、 运动相似 与 动力相似 。
18、流体的力学模型是 连续介质 模型。
19、理想气体伯努力方程2u z -z p 2g 21ργγα+-+））（（中，））（（g 21z -z p γγα-+称 势压 ，2u p 2ρ+ 全压 ， 2u z -z p 2g 21ργγα+-+））（（称总压20、紊流射流的动力特征是 各横截面上的动量相等 。
《流体力学》参考答案(2010年整理)1
１第1章 绪论1.1 若某种牌号的汽油的重度γ为7000N/m 3，求它的密度ρ。
解：由g γρ=得，3327000N/m 714.29kg/m 9.8m /m γρ===g 1.2 已知水的密度ρ=997.0kg/m 3，运动黏度ν=0.893×10-6m 2/s ，求它的动力黏度μ。
解：ρμ=v得，3624997.0kg/m 0.89310m /s 8.910Pa s μρν--==⨯⨯=⨯⋅1.3 一块可动平板与另一块不动平板同时浸在某种液体中，它们之间的距离为0.5mm ，可动板若以 0.25m/s 的速度移动，为了维持这个速度需要单位面积上的作用力为2N/m 2，求这两块平板间流体的动力黏度μ。
解：假设板间流体中的速度分布是线性的，则板间流体的速度梯度可计算为13du u 0.25500s dy y 0.510--===⨯ 由牛顿切应力定律d d uyτμ=，可得两块平板间流体的动力黏度为 3d 410Pa s d yuτμ-==⨯⋅1.4上下两个平行的圆盘，直径均为d ，间隙厚度为δ，间隙中的液体动力黏度系数为μ，若下盘固定不动，上盘以角速度ω旋转，求所需力矩T 的表达式。
题1.4图解：圆盘不同半径处线速度 不同，速度梯度不同，摩擦力也不同，但在微小面积上可视为常量。
在半径r 处，取增量dr ，微面积 ，则微面积dA 上的摩擦力dF 为du r dF dA2r dr dz ωμπμδ== 由dF 可求dA 上的摩擦矩dT32dT rdF r dr πμωδ==积分上式则有ωδd２d 43202d T dT r dr 32πμωπμωδδ===⎰⎰1.5 如下图所示，水流在平板上运动，靠近板壁附近的流速呈抛物线形分布，E 点为抛物线端点，E 点处0d d =y u，水的运动黏度ν=1.0×10-6m 2/s ，试求y =0，2，4cm处的切应力。
（提示：先设流速分布C By Ay u ++=2，利用给定的条件确定待定常数A 、B 、C ）题1.5图解：以D 点为原点建立坐标系，设流速分布C By Ay u++=2，由已知条件得C=0,A=-625,B=50则2u625y 50y =-+由切应力公式du dy τμ=得du(1250y 50)dyτμρν==-+ y=0cm 时，221510N /m τ-=⨯；y=2cm 时，222 2.510N /m τ-=⨯；y=4cm 时，30τ=1.6 某流体在圆筒形容器中。
全国自考流体力学历年真题(珍藏版)
全国自考流体力学历年真题全国2010年1月自考流体力学试题课程代码：03347一、单项选择题(本大题共10小题，每小题2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.下列属于质量力的是( )A.剪切力B.压力C.重力D.表面张力2.如题2图所示，一密闭容器内下部为水，上部为空气，液面下4.2m 处的测压管内水柱高度为2.2m ，设当地大气压为98kPa ，则容器内液面的绝对压强为( )A.8mH 2OB.2mH 2OC.1mH 2OD.-2mH 2O题2图3.如题3图所示，水平放置的渐缩管(忽略水头损失)，渐变流断面1—1与渐变流断面2—2形心点的压强p 1、p 2满足( )A.p1<p 2B.p 1=p 2C.p 1>p 2D.不确定题3图4.圆管紊流光滑区的沿程摩阻系数 ( )A.与雷诺数Re 有关B.与管壁相对粗糙dk s 有关 C.与雷诺数Re 和管壁相对粗糙dk s 有关 D.与雷诺数Re 和管长l 有关5.某变径管内液体流动的雷诺数之比R e1∶R e2=l ∶4，则其管径之比d 1∶d 2为( )A.4∶1B.2∶1C.1∶2D.1∶46.底宽b=1.5m的矩形明渠，通过的流量Q=3m3／s，已知渠中某断面水深h=0.6m，则该断面水流的流态为( )A.缓流B.急流C.临界流D.不确定7.在流量一定，渠道断面的形状、尺寸一定时，随底坡的增大，正常水深将( )A.增大B.减小C.不变D.不确定8.宽顶堰自由出流的堰顶收缩断面水深h c0与堰顶临界水深h c的关系( )A.h c0>h cB. h c0<h cC.h c0=h cD.不确定9.地下水渐变渗流，过流断面上各点的渗透速度按( )A.线性分布B.抛物线分布C.对数曲线分布D.均匀分布10.弗劳德数的物理意义为( )A.粘性力与重力之比B.惯性力与粘性力之比C.压力与惯性力之比D.惯性力与重力之比二、填空题(本大题共10小题，每小题2分，共20分)请在每小题的空格中填上正确答案，错填、不填均无分。
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1、简答题（10）
（1）设有一速度向量V （x,y,z ），试说明其梯度、散度和旋度所代表的几何意义？对于不可压缩流体和可压缩流体代表的物理意义分别是什么？
（2）简述拉格朗日法和欧拉法，写出输运公式及两个推论，并说明其作用？
答：拉格朗日法是通过下列两个方面来描述整个流动情况的：（1）某一运动的流体质点的各种物理量（如密度、速度等）随时间的变化；（2）相邻质点间这些物理量的变化。
欧拉法是通过下列两个方面来描述整个流场情况的：（1）在空间固定点上流体的各种物理量（如速度，压力等）随时间的变化；（2）在相邻的空间点上这些物理量的变化。
输运公式： 0t 0D
( D t d t A d V t ττ
ττ∂Φ=+Φ∂Φ⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰
（）（） 输运公式的两个推论：
2、利用哈密尔顿算子证明：（10分）
（1）b a a b a b ∙⨯∇-∙⨯∇=⨯∙∇)()()(
（2）a a a ⨯∇+⨯∇=⨯∇φφφ)(
证明：（1）
3、求不可压缩粘性流体动量方程：V f P V V t u
2∇++∇=∇∙+∂∂υρ
在柱坐标系下的表达式。
（30分）
4、在不可压无界流场中有一对等强度Γ的线涡，方向相反，分别放置在（0，h ）和（0，-h ）点上，无穷远处有一股来流V ∞，恰好使这两个线涡停留不动，求流线方程（10分）
5、如已知m h m h m kg 37,78,/1000213=-=ρ，图示水坝，求水作用在单位宽度坝面上的合力及其作用点。
（10分）
6、椭球1222222=++c z b y a x
以i U V 00=等速运动，试写出：（15分）
（1）不可压缩无旋流的基本方程；
（2）在绝对坐标系中流体运动的物面条件。
7、设有向量k xy z j xz y i yz x a )2()2()2(222-+-+-=，
（1）证明该向量有势；
（2）求出其势函数；
（3）若a 表示加速度，试求点（1，1，1）处的压强梯度（理想流体，不计质量力）。
（15分）。