流体力学简答题
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
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。
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
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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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。
层流指当流体分层流动时，层与层之间的流体互不渗混的流动状态。
紊流指若流体质点除了有沿轴向的运动外，还有极不规则的横向相互混杂和干扰运动的流动状态。
11什么是缓变流？
所谓缓变流是指流道中流线之间的夹角很小，流线趋于平行：流线的曲率很小（即曲率半径很大）流线近似为直线。
12简答能量损失的形式
a 发生在沿流程边界形状（过流断面）变化不大的区域，一般在缓变流区域的损失称沿程损失
b 发生在流道边界形状急剧变化的地方，一般在急变流区域的损失称为局部损失。
13简答莫迪图的五个区。
过渡区，过渡粗糙区，完全粗糙区，层流，水力学光滑管。
14什么是边界层？边界从有什么特征？
边界层是紧靠物体表面流速从零迅速增加到与来流速度相同数量级的薄层。
特征：a 与物体的长度相比，边界层的厚度很小b 边界层内的速度梯度很大c 边界层沿流动方向逐渐增厚d 由于边界层很薄，可近似地认为，边界层中各截面上的压强等于同一截面上边界层外边界层上的压强e 在边界层内，粘滞力相对惯性力不能忽略，两者处于同一两级f 边界层内流体的流动和管内流动一样。
15什么是分离现象？
流体不能沿着物体外形流动而离开物体表面的现象
16简答定常一元等熵气流的三种特定状态即参考状态
a 等熵滞止状态 流动中速度为零的点称为滞止点（或驻点）该点的状态称为滞止状态。
b 临界状态 当流速等于当地音速时，或者流动马赫数等于1时，该状态称为临界状态
c 极限状态（最大速度状态）
温度为0K 时的状态称为极限状态或最大速度状态。
18简答出口压强与背压的关系
当 时，无动力，流体静止，此时
0B p p =
当 当
19 单位质量流体的重力势能
指位势头
指速度头 20达西
B p B p >2V z g V 22H z =+。