流体力学简答题
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流体力学简答题1什么是流体的粘性?粘性是流体抵抗剪切变形(或相对运动)的一种属性。
粘性力是它的动力表现,实际流体2指 粘性切应力与层间速度梯度成正比,而不由速度决定3流体静压力指流体处于静止或相对静止时,作用于流体的内法向应力。
两特性指a 流体静压力的作用方向总是沿其作业面的内法线方向b 在静止流体中任意一点压力的大小与作用的方位无关,其值均相等。
4 简述描述流体运动的两种方法描述流体运动的两种方法指的是拉格朗日方法和欧拉方法。
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的时间其位置,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体的运动规律。
欧拉法:以流体内的空间点为研究对象,研究质点经过空间点时运动参数随时间的变化规律,把足够多的空间点综合起来得出整个流场的运动规律。
5什么是流线,迹线?流线:流场中若干连续流体质点在某一时刻的速度方向形成的光滑曲线,是表现和分析流场的重要工具。
迹线:流体质点的运动轨迹。
6,什么是系统,控制体?在流体力学中,系统是指某一确定流体质点集合的总体。
控制体是指流场中某一确定的空间区域。
7什么是力学相似,包括几个方面?所谓力学相似是指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。
具体的说,力学相似包括下述三个方面a 几何相似,即模型流动与实物流动有相似的边界形状,一切对应的线性尺寸成同一比例。
B 运动相似,即模型流动与实物流动的速度场相似。
满足几何相似的两个流动中,流场中对应瞬时和对应空间点处流体质点的速度方向相C 动力相似即模型流动与实物流动应受同种外力作用,而且在对应Fr 数,它表示作用在流体质点上的惯性力与重力之比 或 称为雷诺准则或Re 数,它表示惯性力与粘性力之比 数,它表示惯性力与弹性力之比 称为欧拉准则或Eu 数,它表示压力与惯性力之比We 数,它表示惯性力与表面张力之比9项的量纲必须一致。
10简答流动的两种状态流动的两种状态指层流和紊流。
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。
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。
流体力学简答题及答案

课堂练习---简答:1.写出流线微分方程和迹线微分方程的表达式。
2.写出流体静压特性。
3.水力光滑管和水力粗糙管是怎样定义的?是不是绝对粗糙度较大的管道一定是水力粗糙管?为什么?4.串联管路有哪些特点?并联管路有哪些特点?5.试解释水击现象,说明其危害,试讨论为了避免水击现象的发生可采取哪些措施?6、试说说拉格朗日法和欧拉法在观察流体流动时的不同着眼点在哪。
7、粘性流体伯努力方程的物理意义。
8.描述流体运动的方法主要有哪两种?两种方法的着眼点有何不同?9.流线和迹线是如何定义的?10.当孔口直径为d、孔口距液面深度为H时,如何区分大孔口和小孔口?11.请说名Re数的物理意义。
12.说说什么是当量直径,如何计算。
1.写出流线微分方程和迹线微分方程的表达式。
答: 流线微分方程:z y x v dz v dy v dx ==迹线微分方程:x v dt dx =,y v dt dy =,z v dt dz =2.写出流体静压特性。
答: 1)流体静压强垂直于作用面,方向指向该作用面的内法线方向;2)静止流体中任意一点处流体静压强的大小与作用面的方位无关,即同一点各个方向上的流体静压强均相等。
3.水力光滑管和水力粗糙管是怎样定义的?是不是绝对粗糙度较大的管道一定是水力粗糙管?为什么?答:当层流底层的厚度δ大于管壁的绝对粗糙度∆时,管壁的凹凸不平部分完全被层流底层所覆盖,紊流核心区与凸起部分不接触,流动不受管壁粗糙度的影响,因而流动的能量损失也不受管壁粗糙度的影响,这时的管道称为水力光滑管(3分)。
反之,称为水力粗糙管(1分)。
绝对粗糙度较大的管道不一定是“水力粗糙管”,因为当流速较小时,流动的层流底层厚度δ可能会很大,当δ大于∆时,尽管管道内壁很粗糙,也可能是水力光滑管(换一种说法:当δ>∆时,不管管子表面有多粗糙,都是水力光滑管)4.串联管路有哪些特点?并联管路有哪些特点?答:串联管路特点:各管段的流量相等;总的水头损失等于各管段水头损失之和; 并联管路特点:总流量等于各管段流量之和;各个支路水头损失相等。
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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。
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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

第一章1.在连续介质的概念中,何为质点?流体质点是指体积小的可以看作一个几何点,但它又包含有大量的分子,且具有诸如速度、密度及压强等物理量的流体微团。
2。
什么是理想流体?正压流体?当流体物质的粘度较小,同时期内部运动的相对速度也不大,所产生的粘性应力比起其他类型的力来说可以忽略不计时,可把流体近似看作是无粘性的,这样无粘性的流体称为理想流体。
内部任一点的压力只是密度的函数的流体,称为正压流体.3。
什么是不可压缩流体?流体的体积或密度的相对变化量很小时,一般可以看成是不可压缩的,这种流体就被称为不可压缩流体.4.什么是定常场;均匀场。
如果一个场不随空间的变化而变化,即场中不显含空间坐标变量r ,则这个场就被称为均匀场.如果一个场不随时间的变化而变化,则这个场就被称为定常场。
5。
简述迹线的定义并用张量下标的形式标的. 迹线时流体质点在空间运动过程中描绘出来的曲线。
张量下表形式为()t x u dx i i ,dt i=6.概述流线的定义及与迹线的不同。
流线是流场中的一条曲线,曲线上每一点的速度矢量方向和曲线在该点的切线方向相同。
与迹线的不同,流线在同一时刻和不同流体质点的速度矢量相切。
7。
脉线的定义,在定常流动与非定常流动中迹线、流线、脉线分别怎样。
脉线是把相继经过流场中同一空间点的流体质点在某瞬时顺序连接起来得到的一条线。
在非定常流动中,迹线、流线、脉线一般来说是不相重合的。
但在定常流动中迹线、流线、脉线三线合而为一。
8。
叙述有旋流动和无旋流动的定义,依据什么划分的。
若在整个流场中处处0=⨯∇μ,则称此流动为无旋流动,否则称有旋流动。
划分依据为涡量是否为零。
9.涡线定义及其微分方程。
涡线是一条曲线,该曲线上每一点的切线方向与该点的涡线矢量方向相同。
涡线是由同一时刻不同流体质点组成的,涡线上各流体质点都围绕涡线的切线方向旋转。
微分方程z y x dz dy dxΩ=Ω=Ω10.写出雷诺运输公式两种形式。
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第一章1.在连续介质的概念中,何为质点?流体质点是指体积小的可以看作一个几何点,但它又包含有大量的分子,且具有诸如速度、密度及压强等物理量的流体微团。
2.什么是理想流体?正压流体?当流体物质的粘度较小,同时期内部运动的相对速度也不大,所产生的粘性应力比起其他类型的力来说可以忽略不计时,可把流体近似看作是无粘性的,这样无粘性的流体称为理想流体。
内部任一点的压力只是密度的函数的流体,称为正压流体。
3.什么是不可压缩流体?流体的体积或密度的相对变化量很小时,一般可以看成是不可压缩的,这种流体就被称为不可压缩流体。
4.什么是定常场;均匀场。
如果一个场不随空间的变化而变化,即场中不显含空间坐标变量r ,则这个场就被称为均匀场。
如果一个场不随时间的变化而变化,则这个场就被称为定常场。
5.简述迹线的定义并用张量下标的形式标的。
迹线时流体质点在空间运动过程中描绘出来的曲线。
张量下表形式为()t x u dx i i ,dt i=6.概述流线的定义及与迹线的不同。
流线是流场中的一条曲线,曲线上每一点的速度矢量方向和曲线在该点的切线方向相同。
与迹线的不同,流线在同一时刻和不同流体质点的速度矢量相切。
7.脉线的定义,在定常流动与非定常流动中迹线、流线、脉线分别怎样。
脉线是把相继经过流场中同一空间点的流体质点在某瞬时顺序连接起来得到的一条线。
在非定常流动中,迹线、流线、脉线一般来说是不相重合的。
但在定常流动中迹线、流线、脉线三线合而为一。
8.叙述有旋流动和无旋流动的定义,依据什么划分的。
若在整个流场中处处0=⨯∇μ,则称此流动为无旋流动,否则称有旋流动。
划分依据为涡量是否为零。
9.涡线定义及其微分方程。
涡线是一条曲线,该曲线上每一点的切线方向与该点的涡线矢量方向相同。
涡线是由同一时刻不同流体质点组成的,涡线上各流体质点都围绕涡线的切线方向旋转。
微分方程z y x dz dy dxΩ=Ω=Ω10.写出雷诺运输公式两种形式。
()()⎰⎰⎥⎦⎤⎢⎣⎡•∇+∂∂=t d u d Dt D τττφφτφt ()A nd u d t d Dt D t A⎰⎰⎰•+∂∂=ττφτφτφ 第二章1、连续性方程的实质?答:连续性方程是基于物质守恒定律,流场中任取一流体系统,其大小、形状、密度等发生连续变化但物质总质量保持不变所列出的守恒方程。
2、可压缩流体和不可压缩流体该如何判定?答:通常液体和低速流动气体可看作不可压缩流体,但在某些非定常流动条件下,液体也需当作可压缩流体处理(密度变化不可忽略)如:水下爆炸、管路阀门突然启闭等。
3、请写出纳维-斯托克斯方程的依据、适用流体,及其矢量形式。
答:纳维-斯托克斯方程由动量定理推出,适用于任何一种流体。
简称N-S 方程 矢量形式:()(2)p u S f Du Dtλμρρ∇+∇∇+∇=-+g g 4、列举一些在非惯性系中处理流动问题更方便的场合?答:如研究大气流动时常选用随地球一起转动的坐标系,研究叶轮式流体机械内部叶轮见的流动时常选用随叶轮一起转动的坐标系等,这些都是非惯性系。
5、试写出角速度矢量在惯性系与非惯性系中的物质导数之间的关系答:角速度矢量在惯性系和非惯性系中的物质导数相同。
6、在拉格朗日参考系中,将一流体单元看作一热力系统时,热力学第一定律的阐述是?答:处于流动中的一个流体系统的总能量的变化率等于外力对该系统的做工功率与外界对该系统的传热功率之和。
7、流体流动过程中的表面力做功与质量力做功对流体总能量有何作用?答:流体流动过程中(无形变时)表面力与质量力做功只使流体动能增加,而对内能变化并无贡献。
8、内能方程的实质?答:内能方程表示单位流体内能的变化率等于流体变形时表面力的做功功率和向流体的传热功率之和。
9、什么是耗损函数?答:耗损函数是流体变形时粘性力的做功功率,这部分机械能不可逆地转化成为热能,因此在一切流体和一切流动中总是大于零。
10、边界条件有哪几种,分别是什么?答:1)液液分界面边界条件2)固壁边界条件3)液气分界边界条件4)无穷远条件5)界面法向速度第三章1、何谓开尔文定理?答:对于正压,体积力有势的理想流体流动,沿任意封面的物质周线上的速度环量和通过任一物质面的涡通量在运动过程中守恒,这就是开尔文定理,也称汤普逊定理。
2、试写出开尔文定理成立的几大假设?答:正压、理想流体、质量力有势。
放松其任一条件开尔文定理则不成立。
3、试写出引起速度环量和涡通量发生变化的几大因素?答:粘性、非正压流体、非保守力。
4、开尔文定理的直接推论?答:正压、理想流体在质量力有势的情况下,如果某时刻部分流体内无旋,则在此以前和以后的任意时刻这部分流体皆为无旋。
若某时刻部分流体有旋,则在此以前和以后的任意时刻这部分流体皆为有旋。
5、伯努利方程成立的条件是什么?答:忽略流体粘性影响、质量力有势、正压流体、定常流动、方程沿同一条流线成立。
6、势流伯努利方程的成立条件?答:忽略流体粘性影响,正压流体,质量力有势,无旋流动。
7、在理想、正压和质量力有势的条件下,通过涡管横截面的涡通量,即涡管强度在运动过程中恒定不变,这一原理被称为。
亥姆霍兹第二原理8、在运动过程中涡管会发生变形,当涡管被拉伸时,涡量会。
增大9、同一涡管任一截面的涡通量均相等,即在空间上守恒。
涡管强度10、当满足开尔文定理时,涡管强度同事具有时间和空间上的守恒性,即涡管强度。
不随时间而变化11、在一定条件下,动量方程可以积分得到,其在工程上有广泛应用。
伯努利方程12、欧拉方程左侧的速度矢量导数可以分解为当地导数与之和。
对流导数第四章1.指这样一种流动状态,即流场中各流体质点的速度都平行于某一个固定平面,并且各物理量在此平面的垂直方向上没有变化。
平面流动2.平面势流流动的速度分量既可以用速度势函数也可以用来表达。
流函数3.用复位势来描述势流流动时,一个重要的物理量是。
F(z)对z的导数4.复位势F(z)可以相差一任意常数而不影响。
其所代表的流场5.复速度沿封闭曲线l的积分,实部等于,虚部等于。
绕该封闭曲线的环量穿过该封闭曲线流出的流体体积流量6.均匀流的流线和等势线都是直线,并且互相。
垂直7.点源流动的等势线是,流线是。
R=常数的同心圆族自原点出发的径向射线族8.点涡的等势线是,流线是。
从原点出发的射线族同心圆族R=常数9.一对强度相同的源和汇在平面上无限靠近,而源汇强度与源汇间的距离的乘积有去想一个有限值,这一对源和汇组成一个。
偶极子10.对于理想不可压缩流体的势流动,无滑移动边界条件不再适用,此时固体壁面是一条流线,这一条件可以通过来实现。
第五章1、何谓空间势流?答:空间势流是指发生在三维空间的势流,与平面势流在流动现象方面并无本质区别,但在三维空间内,复变函数方法不再适用必须直接求解偏微分方程以得到空间势流运动的解。
2、何谓斯托克斯流函数?答:平面流动的流函数自动满足连续方程。
在一般的三维流动中无法找到一个标量函数能够满足连续方程,但对于轴对称运动,这样的流函数是存在的,即为斯托克斯流函数。
3、斯托克斯流函数的性质答1)=常数是流面2)子午面内的曲线AB 绕对称轴旋转形成曲面,通过此曲面的流体体积流量Q 等于B 点和A 点流函数的差值乘以2。
4、写出勒让德方程的表达式1(sin )(1)0sin d dT l l T d d θθθθ++= 5、巴特勒球定理成立的条件?答:1)在r=a 处=常数,即球面为流面。
2)0φφ=在r 〉a 的区域中应有相同的奇点,即引入圆球后在球外区不添加奇点。
3)在无穷远处与具有相同的流动状态。
4)表示的流动仍然是势流流动。
6、什么是巴特勒定理?答:设无界不可压缩流体轴对称势流流动的流函数为(,)r φθ并且在r 远小于a 的区域内没有奇点,0(0,)0φθ=如将一个r=a 的求放入流场中,则球外区域中流函数为:2*0000(,)(,)(,)(,)(,)r a r r r r a r φθφθφθφθφθ=+=- 7、球面为流面的必要条件?答:无流体流入流出球面8、为什么说一个给定物体的虚拟质量只与该物体的形状和方位有关而与其运动速度、角速度、加速度无关?答:对于任意形状的物体,其扰动速度势函数取决于该物体的形状和运动方向。
第六章1.几种典型的漩涡运动?答:涡丝,涡环、涡列、涡街和涡层2.涡丝概念?答:有时涡量可能集中在很细的一根涡管中,此时可近似将此涡管看成几何上的一条线,称之为涡丝3.切向速度间断面概念?答:一个尖尾缘翼型在流体中作变速或变攻角运动,当雷诺数很大时。
流体绕过上、下翼面将以不同的速度在后缘处重新汇合,形成一个切向速度剧烈变化的薄层,称为切向速度间断面。
4.亥姆霍兹第一定理答:当涡管截面非常小趋于零时,涡管可以看作涡线,于是也可以说涡线始终由同一些质点所组成,这就是亥姆霍斯兹第一定理5.涡层概念?答:涡量局限在很薄的一层曲面中,而在曲面外很小的邻域内,其值迅速下降到零,则称此曲面为涡层。
6.涡层局部特征量?Ω=→εγε0lim γ称为涡层强度,它是涡层的局部特征量。
7.涡形成的原因?答:间断面的变形、破裂是涡形成的原印之一。
8.平面流场?答:无限长的直涡丝的诱导速度场是平面流场第七章1. 讨论斯托克斯方程精确解的意义?①如果实际流动与精确解的流动情况相近,可用摄动法求解流动问题,精确解构成这种方法的基础②用来检验数值计算的结果③校核测试仪器的精确度2. 什么是库埃特流动?使两板中的一板沿板面方向等速运动的流动3.什么是泊肃叶流动?等截面直通道中的定常粘性流动4. 泊桑方程对哪些特殊形状截面通道有解?圆形截面通道,椭圆形截面通道,正方形截面通道5. 非定常的平行剪切流动有哪几种?突然加速无界平板附近的流动,无界振动平板附近的流动,平行壁面间的振荡流动6. 什么是突然加速无界平板附近的流动,也叫斯托克斯第一问题?一无限大平板,其上部存在流体,初始时刻平板与流体都处于静止状态。
某瞬时,平板突然加速,在自身平面内以速度U等速运动,从而带动其上部流体运动。
7. 什么是无界振动平板附近的流动,也叫斯托克斯第二问题?平板不作等速直线运动,而是随时间作简谐振动。
8. 什么时候筒间的流动可以看作平面流动?圆筒的轴长度与直径相比很大时。
9. 为什么滞止区域流动问题很重要?绕流问题总存在流动的滞止区域10. 滞止流动分类滞止流动可以是三维.轴对称或平面流动,也可以是定常或非定常流动第八章1. 什么是小雷诺数流动?流动的惯性力与粘性力相比可以忽略不计,或只占次要地位。
2. 严格来讲在什么情况下斯托克斯方程才成立?当雷诺数趋近零时才成立3. 什么是斯托克斯流动?满足斯托克斯方程和连续方程的流体运动4. 什么是斯托克斯佯缪?斯托克斯方程虽然对圆球绕流有解而对圆柱绕流无解5. 什么是怀特赫德佯缪?假设真实流动的解等于这个解加上一个小扰动,代回N-S 方程用摄动方法来求解扰动,发现对圆球因无法同时满足全部条件而失败。