流体力学期末考试简答题
流体力学简答题
流体力学简答题1.为什么液体的动力粘度u随温度升高二降低，而气体的随温度升高而增加? 答：因为液体分子间的距离很小，分子间的引力即内聚力，是形成粘性的主要因素，温度升高，分子间距离增大，内聚力减小，粘度随之减小；气体分子间的距离远大于液体，分子热运动引起的动量交换，是形成粘性的主要因素，温度升高，分子间热运动加剧，动量交换加大，粘度随之增大。
2.沿程阻力系数分区及影响因素。
答：①层流区。
λ与相对粗糙度ks/d无关，只与雷诺数Re有关。
②层流过渡区。
λ与相对粗糙度ks/d无关，只与雷诺数Re有关。
③水力光滑区。
λ与相对粗糙度ks/d无关，只与雷诺数Re有关。
④紊流过渡区。
λ既与相对粗糙度ks/d 有关，又与雷诺数Re有关。
⑤阻力平方区。
λ只与相对粗糙度ks/d有关，与雷诺数Re无关。
3. 说明一定水头作用下的孔口出流改为同直径的圆柱形外官咀出流后,出流阻力和流量的变化及产生原因。
分析官咀正常工作的基本条件。
答：在孔口断面处接一直径与孔口完全相同的圆柱形短管，其长度L=(3-4)d，这样的短管称为圆柱形外管嘴。
在相同条件下，管嘴的过流能力是孔口的1.32倍。
圆柱形外管嘴在收缩断面处出现了真空，其真空度为0.75H。
这相当于把管嘴的作用水头增大了75%，这就是相同直径、相同作用水头下的圆柱形外管嘴的流量比孔口大的原因。
管嘴正常工作条件是：（1）作用水头H<=9m;（2）管嘴长度L=(3---4)d4.无压管流中，满管时的流量和流速是否达到最大值？为什么？答：不是。
无压圆管均匀流在水深h=0.95d，即充满度ah=0.95时，输水能力最优；在水深h=0.81d，即充满度ah=0.81时，过流速度最大。
因为在水深很小时，水深增加，水面增宽，过流断面面积增加很快，接近管轴处增加最快。
水深超过半管后，水深增加，水面宽减小，过流断面面积增势减慢，在满流前增加最慢。
所以，在满流前，输水能力达到最大值，相应的充满度是最优充满度。
流体力学期末考试试题
流体力学期末考试试题一、选择题（每题2分，共20分）1. 流体力学中的“不可压缩流体”是指：A. 流体的密度不随时间变化B. 流体的密度不随空间位置变化C. 流体的密度既不随时间也不随空间位置变化D. 流体的密度随时间变化但与空间位置无关2. 根据Navier-Stokes方程，流体的加速度项表示为：A. \( \frac{\partial u}{\partial t} \)B. \( \frac{\partial u}{\partial x} \)C. \( u \cdot \nabla u \)D. \( \nabla \cdot u \)3. 流体的粘性系数与下列哪项无关？A. 温度B. 压力C. 流体类型D. 流速4. 雷诺数（Re）是无量纲数，用于描述流体流动的特性，其表达式为：A. \( \frac{密度 \times 速度 \times 长度}{粘性} \)B. \( \frac{速度 \times 长度}{粘性} \)C. \( \frac{密度 \times 速度}{粘性} \)D. \( \frac{速度 \times 粘性}{密度} \)5. 流体静力学中，压强的分布与哪些因素有关？A. 流体的密度B. 重力加速度C. 流体的深度D. 所有上述因素二、简答题（每题10分，共30分）6. 解释什么是伯努利定律，并简述其在实际工程中的应用。
7. 描述什么是流体的粘性，并解释它如何影响流体流动。
8. 说明什么是流体的湍流和层流，它们各自的特点是什么？三、计算题（每题25分，共50分）9. 一个水力发电站的水流通过一个半径为1米的管道，水流的速度在管道入口处为2米/秒，出口处为6米/秒。
假设管道是水平的，忽略摩擦损失，求管道出口处的压强。
10. 一个圆形管道的直径为0.2米，管道内水流的雷诺数为2000。
如果管道的摩擦系数是0.02，请计算管道的流速和流量。
四、论述题（共30分）11. 讨论流体力学在航空航天领域的重要性，并给出至少两个具体应用实例。
流体力学考试题及答案
流体力学考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 流体力学中，流体的基本假设是什么？A. 流体是不可压缩的B. 流体是完全弹性体C. 流体是完全塑性体D. 流体是连续介质答案：D2. 流体静力学中，压力的分布规律是什么？A. 与深度成正比B. 与深度成反比C. 与深度无关D. 与深度的平方成正比答案：A3. 流体的粘性是由什么决定的？A. 温度B. 压力C. 密度D. 以上都是答案：A4. 伯努利方程描述了什么？A. 流体的静压和动压关系B. 流体的压缩性C. 流体的粘性D. 流体的热力学性质答案：A5. 流体的雷诺数是用来描述什么的？A. 流体的密度B. 流体的粘性C. 流体的惯性力与粘性力的比值D. 流体的压缩性答案：C6. 什么是流体的不可压缩性条件？A. 密度不变B. 温度不变C. 压力不变D. 速度不变答案：A7. 流体的连续性方程描述了什么？A. 流体的动量守恒B. 流体的动能守恒C. 流体的质量守恒D. 流体的热能守恒答案：C8. 流体的湍流与层流的区别是什么？A. 湍流有粘性，层流没有B. 湍流是有序的流动，层流是无序的C. 湍流是无序的流动，层流是有序的D. 湍流和层流都是有序的流动答案：C9. 流体的边界层厚度与什么有关？A. 流体的密度B. 流体的速度C. 流体的粘性D. 流体的压缩性答案：C10. 什么是流体的临界雷诺数？A. 流体开始流动的雷诺数B. 流体从层流转变为湍流的雷诺数C. 流体达到最大速度的雷诺数D. 流体达到最大压力的雷诺数答案：B二、简答题（每题10分，共30分）1. 简述流体力学中的纳维-斯托克斯方程及其物理意义。
答案：纳维-斯托克斯方程是描述流体运动的基本方程，它将流体的动量守恒定律与流体的粘性联系起来。
方程表明，流体的加速度不仅与压力梯度有关，还与粘性力有关。
物理意义上，它描述了流体内部的动量传递过程。
2. 描述流体的粘性对流动的影响。
答案：流体的粘性对流动有显著影响。
流体力学简答题
第一章1.何谓连续介质假定？引入的目的意义何在？从微观上讲，流体由分子组成，分子间有间隙，是不连续的，但流体力学是研究流体的宏观机械运动，通常不考虑流体分子的存在，而是把真实流体看成由无数连续分布的流体微团（或流体质点）所组成的连续介质，流体质点紧密接触，彼此间无任何间隙。
这就是连续介质假设。
引入意义：第一个根本性的假设。
将真实流体看成为连续介质，意味着流体的一切宏观物理量，如密度、压力、速度等，都可作为时间和空间位置的连续函数，使我们有可能用数学分析来讨论和解决流体力学中的问题。
2.何谓流体的粘性？温度对流体粘性的影响如何？粘性是流体所特有的性质，自然界中的任何流体都具有粘性，只是有大有小。
1、定义：流体微团发生相对运动时所产生的抵抗变形、阻碍流动的性质。
温度是影响粘度的主要因素。
当温度升高时，液体的粘度减小，气体的粘度增加。
第二章1.何为压力体、压力中心？由承受压力的曲面、曲面边缘向上引垂面与自由液面或延长线（面）相交形成的无限多微小体积的总和。
总压力：作用于某一面上的总的静压力。
P 单位：N (牛)总压力的作用点称为压力中心2.流体静压力有哪些特性？流体静压强：静止流体作用在单位面积上的力。
p静压强作用方向永远沿着作用面内法线方向——方向特性。
静止流体中任何一点上各个方向的静压强大小相等，而与作用面的方位无关，即p 只是位置的函数p =p ( x , y , z ) ——大小特性。
（各向相等）3.等压面及其特性如何？定义：同种连续静止流体中，静压强相等的点组成的面。
（p ＝const ）① 等压面就是等势面。
因为 dU dp ρ= 。
② 作用在静止流体中任一点的质量力必然垂直于通过该点的等压面。
第三章1.描述液体运动有哪两种方法，它们的区别是什么？拉格朗日法和欧拉法区别：拉格朗日法：以运动着的流体质点为研究对象，跟踪观察个别流体质点在不同时间其位置、流速和压力的变化规律，然后把足够多的流体质点综合起来获得整个流场的运动规律。
流体力学简答题
6.膨胀性：指流体受热，分子间距离增大，体积膨胀的性质
7.粘性底层：紧靠壁面存在一个粘性剪应力起控制作用的薄层，这一薄层称为粘性底层
8.水跃（水跌）：明渠水流从急流（缓流）状态过渡到缓流（急流）状态时，水面骤然跃起（降落）的急变流现象。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ9.实用堰：堰顶宽度大于薄壁堰，堰顶厚对水流有一定影响，但堰上水面仍连续一次降落，这样的艳称为实用堰。
10几何相似：指两个流动流场的几何形状相似，即相应的线段长度成比例，夹角相等。
11.质量力：指作用在所取流体体积内每个质点上的力，因力的大小与流体的质量成比例，故称质量力。
12.紊流脉动：流体质点在流体过程中不断地相互掺混，质点掺混使得空间各点的速度随时间无规则的变化，与之相关联、压强、浓度等量也随时间无规则地变化。
1.恒定流：一时间为标准，若各空间点上的运动参数都不随时间变化，这样的流动是恒定流。
2.临界底坡：若正常水深正好等于该流量下的临界水深，相应的渠道底坡称为临界底坡。
3.明渠均匀流：是流线为平行直线的明渠水流，也就是具有自由表面的等深、等流速。
4.堰流：在缓流中，为控制水位和流量而设置的顶部溢流的障壁称为堰，水经堰顶溢流的水力现象、明渠缓流由于流动边界急剧变化而引起的明渠急变流现象称为堰流。
32.混合长度：质点紊动掺混过程中，存在一个与气体分子自由程相当的距离L，在该行程内不与其他质点相碰，保持原有的运动特性，直至经过L行程才与周围的质点碰撞，发生动量交换，失去原有的运动特性，L称为混合长度。
33.虹吸管：管道轴线的一部分高出无压的上游供水面，这样的管道称为虹吸管。
流体力学简答题
1.为什么液体的动力粘度u随温度升高二降低，而气体的随温度升高而增加? 答：因为液体分子间的距离很小，分子间的引力即内聚力，是形成粘性的主要因素，温度升高，分子间距离增大，内聚力减小，粘度随之减小；气体分子间的距离远大于液体，分子热运动引起的动量交换，是形成粘性的主要因素，温度升高，分子间热运动加剧，动量交换加大，粘度随之增大。
2.沿程阻力系数分区及影响因素。
答：①层流区。
λ与相对粗糙度ks/d无关，只与雷诺数Re有关。
②层流过渡区。
λ与相对粗糙度ks/d无关，只与雷诺数Re有关。
③水力光滑区。
λ与相对粗糙度ks/d无关，只与雷诺数Re有关。
④紊流过渡区。
λ既与相对粗糙度ks/d 有关，又与雷诺数Re有关。
⑤阻力平方区。
λ只与相对粗糙度ks/d有关，与雷诺数Re无关。
3. 说明一定水头作用下的孔口出流改为同直径的圆柱形外官咀出流后,出流阻力和流量的变化及产生原因。
分析官咀正常工作的基本条件。
答：在孔口断面处接一直径与孔口完全相同的圆柱形短管，其长度L=(3-4)d，这样的短管称为圆柱形外管嘴。
在相同条件下，管嘴的过流能力是孔口的1.32倍。
圆柱形外管嘴在收缩断面处出现了真空，其真空度为0.75H。
这相当于把管嘴的作用水头增大了75%，这就是相同直径、相同作用水头下的圆柱形外管嘴的流量比孔口大的原因。
管嘴正常工作条件是：（1）作用水头H<=9m;（2）管嘴长度L=(3---4)d4.无压管流中，满管时的流量和流速是否达到最大值？为什么？答：不是。
无压圆管均匀流在水深h=0.95d，即充满度ah=0.95时，输水能力最优；在水深h=0.81d，即充满度ah=0.81时，过流速度最大。
因为在水深很小时，水深增加，水面增宽，过流断面面积增加很快，接近管轴处增加最快。
水深超过半管后，水深增加，水面宽减小，过流断面面积增势减慢，在满流前增加最慢。
所以，在满流前，输水能力达到最大值，相应的充满度是最优充满度。
流体力学简答题
1.液体和气体随温度升高粘度怎么变？为什么？气体的粘度随温度升高而增大，液体则减小。
液体分子间距小彼此紧密，温度升高提高分子动能，促进分子间流动，使液体动力增加，动力粘度减少；由于温度升高，体积膨胀，分子距增大，分子间的引力减小，故液体的粘性随温度的升高而减小。
2.层流和湍流的流动特点各是什么，常用的判据是什么？层流：流体运动很规律，流体分层，质点轨迹光滑，流场稳定。
湍流：流体流动极不规律，各部分剧烈掺混，质点的轨迹杂乱无章，流场极不稳定。
当R e≤2000时流动为层流，R e≥2000时流动为湍流3.流体静压强的两个特性分别是什么？特性一：流体静压强的作用方向沿作用面的内法线方向特性二：静止流体中任一点的流体静压强与作用面在空间的方位无关，只是坐标点的连续可微函数。
换言之，在静止流体中的任意点上，来自任意方向的静压强都是相等的。
4.何为几何相似，运动相似，动力相似？（几何相似是指模型和原型的全部对应线性长度的比值为一定常数。
运动相似，满足几何相似的流场中对应时刻，对应点流速的方向一致。
比例相同，即他们的速度场相似。
动力相似，两个运动相似的流场中对应空间点上。
对应瞬时作用在两个几何微团上的力，作用方向一致，大小或互比例，即他们的动力场相似。
其中几何相似是流动力学相似的前提条件，主导因素是动力相似运动相似则是其和相似核动力相似的表象。
）5.流动相似条件是什么？一，任何相似的流动都是属于同一类流动。
相似流程对应点上的各种物理量都因为相同的微分方程所描述。
二，相似流场对应点上的各种物理量都有唯一确定的解。
即流动满足单值条件。
三，由单质条件中的物理量所确定了相似准则数相等是流动相似也必须满足的条件。
6.水击现象及产生的原因是什么？水击现象：在压力管道中，由于液体流速的急剧改变，从而造成瞬时压力显著、反复、迅速变化的现象当压力管道的阀门突然关闭或开启时，当水泵突然停止或启动时，因瞬时流速发生急剧变化，引起液体动量迅速改变，而使压力显著变化。
流体力学 简答题
1.什么是粘滞性？什么是牛顿内摩擦定律？不满足牛顿内摩擦定律的流体是牛顿流体还是非牛顿流体？答：粘滞性是当流体流动时，在流体内部显示出的内摩擦力性质。
牛顿内摩擦定律是：duT Adyμ=；不满足牛顿内摩擦定律的流体是非牛顿流体。
2．在流体力学当中，三个主要的力学模型是指哪三个？答：（1）连续介质；（2）无粘性流体；（3）不可压缩流体。
3．什么是理想流体？答：理想流体即指无粘性流体，是不考虑流体的粘性的理想化的流体。
6．为什么流体静压强的方向必垂直作用面的内法线？答：由于流体在静止时，不能承受拉力和切力，所以流体静压强的方向必然是沿着作用面的内法线方向。
7．为什么水平面必是等压面？答：由于深度相等的点，压强也相同，这些深度相同的点所组成的平面是一个水平面，可见水平面是压强处处相等的面，即水平面必是等压面。
8．什么是等压面？满足等压面的三个条件是什么？答：在同一种液体中,如果各处的压强均相等由各压强相等的点组成的面称为等压面。
满足等压面的三个条件是同种液体连续液体静止液体。
12．什么是绝对压强和相对压强？答：绝对压强：以毫无一点气体存在的绝对真空为零点起算的压强。
相对压强：当地同高程的大气压强为零点起算的压强。
13．什么叫自由表面？和大气相通的表面14．什么是流线？什么是迹线？流线与迹线的区别是什么？答：流线是某一瞬时在流场中画出的一条空间曲线，此瞬时在曲线上任一点的切线方向与该点的速度方向重合，这条曲线叫流线。
区别：迹线是流场中流体质点在一段时间过程中所走过的轨迹线。
流线是由无究多个质点组成的，它是表示这无究多个流体质点在某一固定瞬间运动方向的曲线。
而迹线则是在时间过程中表示同一流体质点运动的曲线。
15．什么是流场？答：我们把流体流动占据的空间称为流场，流体力学的主要任务就是研究流场中的流动。
16．什么是欧拉法？什么是拉格朗日法？答：通过描述物理量在空间的分布来研究流体运动的方法称为欧拉法。
通过描述每一质点的运动达到了解流体运动的方法。
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一、雷诺实验
雷诺揭示了重要的流体流动机理,即根据流速的大小,流体有两中不同的形
态.当流体流速较小时,流体质点只沿流动方向作一维的运动,与其周围的流体
间无宏观的混合即分层流动这种流动形态称层流或滞流.流体流速增大大某个值
后,流体质点除流动方向上的流动外,还向其它方向作随机的运动,即存在流体
质点的不规则的脉动,这种流体形态称湍流.
雷诺将一些影响流体流动形态的因素用 Re 表示.
Vc=Rec*μ/ρd Rec=Vcρd/μ=Vcd/v 二、尼古拉兹实验（内容意义）
什么是尼古拉兹实验: 尼古拉兹通过人工粗糙管流实验，确定出沿程阻力系数与雷诺数、相对粗糙度之间的关系，实验曲线被划分为5个区域，即1．层流区 2．临界过渡区3．紊流光滑区4．紊流过渡区5．紊流粗糙区（阻力平方区）。
意义：尼古拉兹实验比较完整地反映了沿程阻力系数λ的变化规律，揭露了影响λ变化的主要因素，它对λ和断面流速分布的测定，推导湍流的半经验公式提供了可靠的依据。
三、静止流体中应力特性描述说明
应力的方向沿作用面的内法线方向 2.静压强的大小与作用面方位无关
四、元流伯努利方程的物理意义和几何意义，
1.物理意义：式Z+Ρ/ρg+U²/2g=C中的前
两项z p的物理意义说明分别是单位
重量流体，具有的位能和压能，z+Ρ/
ρg，是单位重量流体具有的总势能，
u²/2g这是单位重量流体具有的动能。
3
项之和z+Ρ/ρg+U²/2g，是单位重量流
体具有的机械能，式Z+Ρ/ρg+U²/2g=C，则表示无黏性流体的恒定流动，沿同一
元，流单位重量流体的机械能守恒，伯
努利方程又称为能量方程。
2.几何意义，式Z+Ρ/ρg+U²/2g=C各项的
几何意义是不同的几何高度，z是位置
高度又称高度水头或位置水头，Ρ/ρg
是测压管高度又称压强水头，两项之和
Hp=Z+Ρ/ρg是测压管水头，U²/2g是流
速高度又称速度水头，速度水头也能够
直接测量，3项之和H=Z+Ρ/ρg+U²/2g，
称为总水头，式Z+Ρ/ρg+U²/2g=C则表
示无黏性流体的恒定流动，沿同一元流
各断面的总水头相等，总水头线是水平
线。
五、总流伯努利方程的物理和几何意
义，同元流伯努利方程类似不需详述，
需注意的是方程的平均意义。
z—总流过流断面上某点，（所取计算点），单位重量流体的位能，位置高度或高度
水头
Ρ/ρg--总流过流断面上某点（所取计
算点）单位重量流体的压能，测压管高
度或压强水头。
αv²/2g—总流过流断面上单位重量流
体的平均动能，平均流速高度或速度水
头。
Hw--总流两断面间单位重量流体平均的
机械能损失。
因为索取过流断面是渐变流断面，面上
各点的势能相等，即Z+Ρ/ρg是过流断
面上单位重量流体的平均势能。
而αv²
/2g是过流断面上单位重量流体的平均
动能故3项之和Z+Ρ/ρg+αv²/2g是过
流断面上单位重量流体的平均机械能，
是4-19是能量守恒原理的总流表达式
六、雷诺数的物理意义：关于雷诺数的
物理意义如第五章，5.3所述，是以宏
观特征量表征的、质点所受惯性力与黏
性力之比。
当Re<Rec，流动受黏性作用
控制，使流体因受扰动所引起的紊动衰
减，流动保持为层流，随着Re增大，黏
性作用减弱，惯性对紊动的激励作用增
强，当Re>Rec时，流动受惯性作用控制
流动，转变为紊流，正因为雷诺数表征
了流态决定性因素的对比，具有普遍意
义，所以牛顿流体圆管流的临界雷诺数
Re=2300。
七、层流：实验时保持水箱内水位恒定，
稍许开启阀门B,使玻璃管内保持较低
流速。
再打开阀门D,颜色水经针管E流
出。
这时可见玻璃管内的颜色水成一条
界限分明的纤流与周围清水不相混合。
表明玻璃管中的水一层套着一层呈层状
流动，各层质点互不掺混，这种流动状
态称为层流。
八、湍流：逐渐开大阀门B，玻璃管内
流速增大到某一临界质v′c时，颜色水
纤流出现抖动。
再开大阀门B，颜色水
纤流破散并与周围清水混合，使玻璃管
的整个断面都带颜色。
表明此时质点的
运动轨迹极不规则，各层质点相互掺混，
这种流动状态称为稳流或湍流。