(完整版)重庆大学流体力学课程试卷
重庆大学高等流体作业流体考试分析
高等流体力学2009级研究生课程《高等流体力学》学生姓名：郭军峰指导教师：何川教授专业：动力工程及工程热物理班级：动力研2009级2班重庆大学动力工程学院二O一O年一月四.设52/ 1.110/m s μρ-=⨯的气体以10/v m s ∞=的速度以零攻角定常饶流长度为L =1m 的大平板，试用数值解讨论边界层内的流动规律。
解:1. 右下图为该流动问题的示意图，取平板的前缘点O 为坐标原点,x 轴沿着平板,y 轴垂直于平板,建立流向坐标系XOY 。
经过计算可知：Re=9.1×105,则由 数量级比较法，可以得到该问题的边界层控制微分方程组及相应定解条件：2200;0,0;10u vx y u u u u v xy y y u v y u V m s μρ∞⎧∂∂+=⎪∂∂⎪⎪∂∂∂⎪+=⎨∂∂∂⎪⎪===⎪→∞==⎪⎩2. 控制微分方程化为常微分方程,同时将定解条件作相应变换.引入函数(,)x y ψ,令,u v y xψψ∂∂==-∂∂将它代入连续性方程可得： 0)(22=∂∂∂-+∂∂∂=∂∂+∂∂yx x y y v x u ψψ 即可将u ,v 两个因变量变为ψ一个因变量 引入无因次变量: ()η==y y g x ,()()ψη∞==⋅f f V g x 则有： x x V y x V y x x 2/221/2'21'21ηρμρμη-=⋅-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=-∞-∞ xx g x g f x g V V x x g x g y 2)()(',)(,/2)(,)(1'====∞∞ψρμη 代入原方程组得:∞∞∞∞∞=⇒=⋅==∂∂=∂∂=V u f f V x g f x g V f x g V y f x g V y u y '')(1)('')()(ηψ()22V u f V f V V f f x x x x x ηηηη∞∞∞∞'⎛⎫∂∂∂∂'''''===-=- ⎪∂∂∂∂⎝⎭()()()1V f V u f V V f f y y y g x g x ηη∞∞∞∞'∂'∂∂∂''''====∂∂∂∂ ()()()()()2221V V V V u f f f f y y g x g x g x g x y g x ηη∞∞∞∞⎛⎫''∂∂∂∂''''''''==== ⎪ ⎪∂∂∂∂⎝⎭ ()()()()()()()()22V g x f f v V g x f g x x xx g x V g x f g x f V f fg x x x ψηηηη∞∞∞∞∂⎡⎤∂∂∂'=-=-=-+⎢⎥∂∂∂∂⎣⎦⎡⎤⎡⎤⎛⎫''''=-+-=-⎢⎥⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦⎣⎦因此,动量方程22u u uu v x y yμρ∂∂∂+=∂∂∂可化为: ()()()()()222g x V V V V f f V f fg x f f x x g x g x μηηρ∞∞∞∞∞⎡⎤⎛⎫''''''''''-+-=⎢⎥ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦ 又()()122g x g x x ''=== 则有:()()22222222g x V V V V f f f f f f f x x x x g x μηημρρ∞∞∞∞''''''''''''-+-=即：0f ff '''''+= 边界条件：()()η⎧'==⇒=⎪=⇒⎨=⇒=⎪⎩0,0000000u f y v f ()η∞'→∞⇒→∞=⇒∞=,1y u V f因此，原定解问题可表示如下：()()()000,00,1f ff f f f '''''⎧+=⎪⎨''==∞=⎪⎩3. 由于缺少边界条件，此方程还无法解，将上述定解问题中的高阶常微分方程表示为一阶常微分方程组：令：，设0)0(''≠=A f ，3131,A FA f ηζ==，并且有31'A =ηζ所以 34333232323131''''''')''(''''''')'(''''')('A F A F A F f A F A F A F f A F A F FA f ==∂∂===∂∂===∂∂=ηηηηηηζηζηζη将上边各式代入方程0'''''=+ff f ，得0)''''('''''34323134=+=⋅+=FF F A A F FA A F因为034≠A ，即有0'''''=+FF F并且因为：1)0('')0('')0(''0)0('0)0(')0('0)0(0)0()0(,003231=⇒===⇒===⇒==∞→⇒∞→=⇒=F A A F f F A F f F A F f ζηζη所以所求得的非线性常微分方程为：1)0('',0)0(',0)0(0'''''====+F F F FF F 2332)('1)(')(',1)('-∞=⇒=∞=∞=∞F A A F f f因此，为求A ，必须先计算出()F '∞，即对常微分方程进行数值求解，算出()F '∞4. 用龙格—库塔算法求数值解：① 将其化为一阶常微分方程组：ξ⎧'==⎪⎪⎪'''==⎨⎪''''''''===-=-⎪⎪⎩112122dFF F d F F F F F F FF FF即有：11222F F F F F FF '⎧=⎪⎪'=⎨⎪'=-⎪⎩因此可令：()()()⎧==⎪⎪⎪==⎨⎪⎪=-=⎪⎩123,,,,,,,,,dxy F x y z t dt dy z F x y z t dt dz xz F x y z t dt也即有：()()()()()()x t F y t F z t F ξξξ⎧=⎪⎪'=⎨⎪''=⎪⎩相应初始条件为：()()()00,00,01x y z ===② 用C 语言编程，计算步长设置为0.01t ∆=,迭代次数设为：1000；求()F '∞，也就是求()lim t y t →∞的值．用C 语言编制程序如下：#include <math.h> #include <stdio.h> #include <graphics.h>#define path "D:\\turboc2" #define w 10 #define h 0.01 #define j 1000 main() {FILE *fp;float k1,k2,k3,k4,m1,m2,m3,m4,l1,l2,l3,l4; float x[j],y[j],z[j]; float t; int i,b;int x1=50,y1=400,x2=550,y2=100; int mode,drive=DETECT;initgraph(&drive,&mode,path); x[0]=0.0;y[0]=0.0;z[0]=1.0; for(i=1;i<j;i++) { k1=h*y[i-1]; l1=h*z[i-1]; m1=h*(-x[i-1]*z[i-1]);k2=h*(y[i-1]+l1/2.0);l2=h*(z[i-1]+m1/2.0); m2=h*(-(x[i-1]+k1/2.0)*(z[i-1]+m1/2.0)); k3=h*(y[i-1]+l2/2.0); l3=h*(z[i-1]+m2/2.0); m3=h*(-(x[i-1]+k2/2.0)*(z[i-1]+m2/2.0));k4=h*(y[i-1]+l3);l4=h*(z[i-1]+m3); m4=h*(-(x[i-1]+k3)*(z[i-1]+m3));x[i]=x[i-1]+(k1+2*k2+2*k3+k4)/6.0;y[i]=y[i-1]+(l1+2*l2+2*l3+l4)/6.0;z[i]=z[i-1]+(m1+2*m2+2*m3+m4)/6.0;}line(x1,y1,x2,y1); line(x1,y1,x1,y2); moveto(x1,y2);lineto(x1-w/3,y2+w); lineto(x1+w/3,y2+w); lineto(x1,y2);moveto(x2,y1);lineto(x2-w,y1-w/3);lineto(x2-w,y1+w/3); lineto(x2,y1);for(b=1;b<h*j;b++){ line(x1+b*(x2-x1)/(h*j),y1,x1+b*(x2-x1)/(h*j),y1-6);line(x1,y1-b*(y1-y2)/(h*j),x1+6,y1-b*(y1-y2)/(h*j));}for(i=0;i<j-1;i++){ t=i*h;line((t*50+x1),(y1-x[i]*30),(((i+1)*h)*50+x1),(y1-x[i+1]*30));line(t*50+x1,y1-y[i]*30,(i+1)*h*50+x1,y1-y[i+1]*30);line(t*50+x1,y1-z[i]*30,(i+1)*h*50+x1,y1-z[i+1]*30);}getch();closegraph();if((fp=fopen("D:\\myfile.txt","w"))==NULL){printf("cannot open the file exit!");exit(0); }for(i=0;i<j;i++){fprintf(fp,"t=%d\n",i);fprintf(fp,"x=%8.8f ",x[i]);fprintf(fp,"y=%8.8f ",y[i]);fprintf(fp,"z=%8.8f \n",z[i])；}fclose(fp);}程序运行结果为：t=990x=14.82098293 y=1.65518951 z=0.00000000t=991x=14.83753490 y=1.65518951 z=0.00000000t=992x=14.85408688 y=1.65518951 z=0.00000000t=993x=14.87063885 y=1.65518951 z=0.00000000t=994x=14.88719082 y=1.65518951 z=0.00000000t=995x=14.90374279 y=1.65518951 z=0.00000000 t=996x=14.92029476 y=1.65518951 z=0.00000000 t=997x=14.93684673 y=1.65518951 z=0.00000000 t=998x=14.95339870 y=1.65518951 z=0.00000000 t=999x=14.96995068 y=1.65518951 z=0.00000000以上数据只是输出结果的最后一部分数据。
流体力学试卷、习题及答案
流体力学与叶栅理论 课程考试试题一、 选择题（每小题1分，共10分）1、在括号内填上“表面力”或“质量力”：摩擦力（ ）； 重力（ ）； 离心力（ ）； 浮力（ ）； 压力（ ）。
2、判断下列叙述是否正确（对者画√，错者画╳）：(a) 基准面可以任意选取。
（ ）(b) 流体在水平圆管内流动，如果流量增大一倍而其它条件不变的话，沿程阻力也将增大一倍。
（ ）(c) 因为并联管路中各并联支路的水力损失相等，所以其能量损失也一定相等。
（ ）(d) 定常流动时，流线与迹线重合。
（ ）(e) 沿程阻力系数λ的大小只取决于流体的流动状态。
（ ）二、 回答下列各题（1—2题每题5分，3题10分，共20分）1、什么是流体的连续介质模型？它在流体力学中有何作用？2、用工程单位制表示流体的速度、管径、运动粘性系数时，管流的雷诺数410Re ，问采用国际单位制时，该条件下的雷诺数是多少？为什么？3、常见的流量的测量方法有哪些？各有何特点？三、计算题（70分）1、如图所示，一油缸及其中滑动栓塞，尺寸D =120.2mm ，d =119.8mm ，L =160mm ，间隙内充满μ=0.065Pa·S的润滑油，若施加活塞以F=10N的拉力,试问活塞匀速运动时的速度是多少？（10分）题1图2、如图所示一盛水容器，已知平壁AB=CD=2.5m，BC及AD为半个圆柱体，半径R=1m，自由表面处压强为一个大气压，高度H=3m，试分别计算作用在单位长度上AB面、BC面和CD面所受到的静水总压力。
（10分）题2图3、原型流动中油的运动粘性系数υp=15×10-5m2/s，其几何尺度为模型的5倍，如确定佛汝德数和雷诺数作为决定性相似准数，试问模型中流体运动粘性系数υm=？（10分）4、如图所示，变直径圆管在水平面内以α=30。
弯曲，直径分别为d1=0.2m，d2=0.15m，过水流量若为Q=0.1m3/s，P1=1000N/m2时，不计损失的情况下，求水流对圆管的作用力及作用力的位置。
2020-2021大学《流体力学》期末课程考试试卷(含答案)
2020-2021《流体力学》期末课程考试试卷一、单项选择题（每题1分，共8分）1．不可压缩流体，可认为其密度在流场中（ ）。
A.随压强增加而增加 B.随压强减小而增加 C.随体积增加而减小 D.与压强变化无关 2．气体温度增加，气体粘度（ ）。
A.增加B.减小C.不变D.增加或减小 3．理想流体与实际流体的主要区别在于( )。
A.是否考虑易流动性B.是否考虑粘滞性C.是否考虑重力特性D.是否考虑惯性4．流体动力粘度的单位是( )A.m 2/sB.N/m 2C.N·sD.Pa·s 5．在列伯努利方程时，方程两边的压强项必须( ) A ．均为表压强 B.均为绝对压强C.同为表压强或同为绝对压强D.一边为表压强一边为绝对压强 6．在同一瞬时，位于流线上各个流体质点的速度方向总是在该点，且与此流线（ ）。
A.相切B.重合C.平行D.相交7．在缓变流的同一有效截面中，流体的压强分布满足（ ）A ．P ＝CB ．C Z gp=+ρC ．C 2gvg p 2=+ρ D ．C 2gv Z g p 2=++ρ 8．管路水力计算中的所谓长管是指（ ）A ． 长度很长的管路B ．总能量损失很大的管路C ．局部损失与沿程损失相比较可以忽略的管路D ．局部损失与沿程损失均不能忽略的管路二、判断题（对的打“√”，错的打“×”，每空1分，共10分）1. 气体的粘性小，随温度的升高其粘性减小；液体的粘性大，随温度的升高其粘性降低。
( )2. 当某点的表压力为负值时，说明该点存在真空。
( )3. 理想不可压缩流体是指没有粘性且密度为常数的流体。
( )4. 压力表实际测得的压强是绝对压强。
( )5. 拉格朗日法研究个别流体质点在不同时刻的运动情况，而欧拉法研究同一时刻流体质点在不同空间位置的运动情况。
( )6. 流线可以相交或转折。
( )7. 流量一定时，不可压缩恒定流体的过流断面愈大，则流速愈大。
水力学流体力学模拟题
重庆大学 流体力学 课程试卷学年 第 学期开课学院： 城环学院 课程号： 考试日期：考试方式：考试时间： 120 分钟一．填空题（共30分，每小题2分）1.均质不可压缩流体的定义为 。
2.在常压下,液体的动力粘度随温度的升高而 。
3.在渐变流过流断面上，动压强分布规律的表达式为 。
5.只要比较总流中两个渐变流断面上单位重量流体的 大小，就能判别出流动方向。
6.产生紊流附加切应力的原因是 。
7.在静止流体中，表面力的方向是沿作用面的 方向。
8.圆管紊流粗糙区的沿程阻力系数λ与 有关。
9.渐变流流线的特征是 。
10.任意空间点上的运动参数都不随时间变化的流动称为 。
11.局部水头损失产生的主要原因是 。
12.直径为d 的半满管流的水力半径R = 。
13.平面不可压缩流体的流动存在流函数的条件是流速x u 和y u 满足 方程 。
14.弗劳德数Fr 表征惯性力与 之比。
15.在相同的作用水头下,同样口径管嘴的出流量比孔口的出流量 。
二．（14分）如图所示，一箱形容器，高 1.5h m =，宽（垂直于纸面）2b m =，箱内充满水，压力表的读数为220/kN m ，用一半径1r m =的园柱封住箱的一角，求作用在园柱面上的静水总压力的大小与方向。
三．（14分）如图所示，一水平放置的管道在某混凝土建筑物中分叉。
已知主管直径3D m =，主管流量335/Q m s =，分叉管直径2d m =，两分叉管流量均为2Q ，分叉管转角060θ=，1-1断面中点的压强2294/p kN m =，不计水头损失，求水流对支座的作用力。
四.（14分）如图所示，长50L m =、直径0.21D m =的自流管，将水自水池引至吸水井中，然后用水泵送至水塔。
已知泵的吸水管直径0.2d m m =，管长6l m =， 泵的抽水量30.064/Q m s =，滤水网的局部阻力系数12 6.0ξξ==，弯头的局部阻力系数30.3ξ=，自流管和吸水管的沿程阻力系数0.02λ=。
(完整版)流体力学试题及答案..
流体力学复习题2013 制一、填空题1、1mmHO= 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。
&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__________ 。
211、理想流体伯努力方程z R L 常数中，其中z卫称为测r 2g r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卫态__________ ，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、重力匸、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________ 。
18、流体的力学模型是连续介质________ 模型。
2 19、理想气体伯努力方程p （Z1 -Z2）（g）亍中，2P （Z1-Z2）（g）称势压 __________________ ，p ——全2压 ______ ，- P （Z1 - Z2）（g）~2~称总压20、紊流射流的动力特征是 _________ 各横截面上的动量相等 ______ 。
流体力学试题库(含答案)
流体力学试题库（含答案）一、单选题（共40题，每题1分，共40分）1、（）的分子间隙最小。
A、固体B、流体C、气体D、液体正确答案：A2、金属压力表的读数值是()。
A、绝对压强B、相对压强C、绝对压强加当地大气压D、相对压强加当地大气压正确答案：B3、当容器内工质的压力大于大气压力，工质处于（）A、标准状态B、负压状态C、临界状态D、正压状态正确答案：D4、以绝对真空为基准点计算的压力值称为（）。
A、相对压力B、真空压力C、绝对压力D、真空度正确答案：C5、将极细测压管插入水中，毛细现象会使得液位（）A、都有可能B、不变C、上升D、下降正确答案：C6、在圆管流中，层流的断面流速分布为（）。
A、抛物线规律B、均匀规律C、对数曲线规律D、直线变化规律正确答案：A7、露天水池，水深5m处的相对压强为（）。
A、5kPaB、49kPaC、147kPaD、205kPa正确答案：B8、按连续介质的概念，流体质点是指（）A、几何尺寸同流动空间相比是极小量，又含有大量分子的微元体B、几何的点C、流体的分子D、流体内的固体颗粒正确答案：A9、沿程损失产生的原因是( )。
A、流体质点之间发生碰撞B、紊流流动C、流体与管壁面以及流体之间存在切应力D、流动存在旋涡正确答案：C10、伯努利方程说明，流体在水平管内定常流动中，压力下降（）A、都可能B、流速下降C、流速不变D、流速上升正确答案：D11、水沿水平放置的有压管道流动，已知管径为100毫米，流量为0.0314立方米／秒，则平均流速为（）A、3.14米／秒B、4米／秒C、2米／秒D、1米／秒正确答案：B12、球形阀的阀体制成流线型是为了（）。
A、减少流动阻力损失B、减少沿程阻力损失C、制造方便D、外形美观正确答案：A13、沿程水头损失随水流的流程增长而（）。
A、减少B、不确定C、增大D、不变正确答案：C14、伯努利方程中Z+P/ρg表示（）A、通过过流断面的流体所具有的总机械能B、单位质量流体具有的机械能C、单位体积流体具有的机械能D、单位重量流体具有的测压管能头正确答案：D15、在圆管中，粘性流体的流动是层流还是紊流状态，主要依据于( )。
(8)重庆大学流体力学本科课堂测试题集
重庆大学流体力学本科课堂测试题集一元流体动力学基础1.直径为150mm 的给水管道，输水量为h kg /7.980，试求断面平均流速。
解：由流量公式vA Q ρ= 注意：()vA Q s kg h kg ρ=⇒→//AQ v ρ=得：s m v /0154.0= 2.断面为300mm ×400mm 的矩形风道,风量为2700m 3/h,求平均流速.如风道出口处断面收缩为150mm ×400mm,求该断面的平均流速解：由流量公式vA Q = 得：A Q v = 由连续性方程知2211A v A v = 得：s m v /5.122=3.水从水箱流经直径d 1=10cm,d 2=5cm,d 3=2.5cm 的管道流入大气中. 当出口流速10m/ 时,求(1)容积流量及质量流量;(2)1d 及2d 管段的流速解：(1)由s m A v Q /0049.0333==质量流量s kg Q /9.4=ρ(2)由连续性方程：33223311,A v A v A v A v ==得：s m v s m v /5.2,/625.021==4.设计输水量为h kg /1.2942的给水管道，流速限制在9.0∽s m /4.1之间。
试确定管道直径，根据所选直径求流速。
直径应是mm 50的倍数。
解：vA Q ρ= 将9.0=v ∽s m /4.1代入得343.0=d ∽m 275.0∵直径是mm 50的倍数，所以取m d 3.0=代入vA Q ρ= 得m v 18.1=5.圆形风道，流量是10000m 3/h,，流速不超过20 m/s 。
试设计直径，根据所定直径求流速。
直径规定为50 mm 的倍数。
解：vA Q = 将s m v /20≤代入得：mm d 5.420≥ 取mm d 450=代入vA Q = 得：s m v /5.17=6.在直径为d 圆形风道断面上，用下法选定五个点，以测局部风速。
设想用和管轴同心但不同半径的圆周，将全部断面分为中间是圆，其他是圆环的五个面积相等的部分。
重庆大学流体力学课程试卷
A卷B卷开卷闭卷 其他，2227.7kN()4z H O H O DP V L πγγ=⋅=⋅⋅=↑7.7kN()z P P ==↑过圆柱中心2. 图示水泵给水系统，输水流量Q =100l/s ，水塔距与水池液面高差H=20m水管长度l1=200m ，管径d1=250mm ，压力管长度l2=600m ，管径d2=200mm 空度为7.5m,吸水管与压力管沿程阻力系数分别为λ1=0.025，λ2=0.02，分别为： EMBED Equation.DSMT4 1 2.5ξ=, 20.5ξ=2f h gp z gp z +++=++2222222111υγυγ18.908.96.1902++=+p p 2=9.8kN/m 2（1分） 控制体，受力分析如图： （2分）615.06.1942.042121=⨯⨯==ππp d P kN308.08.942.042222=⨯⨯==ππp d P kN（5分） 列x 动量方程：)185.3185.3(1.01308.0615.0)(1221--⨯⨯=-+--=-+=∑R Q R P P FxυυρR=1.56kN4. 已知：u x =-kx ， u y =ky ，求：1）加速度；2）流函数；3）问该流动是有涡流还是无涡流，若为无涡流求其势函数。
（15分）解： 加速度（4分） 22x y a k xa k y==流函数ψ（4分）ckxy kydxdy kx dx u dy u y x +-=--=-=⎰⎰ψ（4分） 000)(5.0=-=∂∂-∂∂=yu xu xy z ω 是无旋流（3分）Cky kx kydyxdx k dy u dx u y x ++-=+-=+=⎰⎰225.05.0ϕ5．一梯形断面明渠均匀流动，已知：粗糙系数n=0.025，边坡系数m=1，渠底宽为b=10m ，水深h=2m ，渠底过流能力76.12=Q m 3/s 。
求渠道的底坡i 。
（10分）解：（2分） 224)210(2)(m mh b h A =+=+=（2分）mm h b X 657.151********2=+⨯⨯+=++=（2分） m X AR 533.1==（2分） 951.42161==R n C（2分） 76.12==Ri AC Q i=0.0001。
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流体力学期末试卷
A 卷
B 卷
第 1 学期
开课学院：课程号：
考试日期：考试方式：
开卷
闭卷
其他
考试时间：
120 分钟
一、填空题（共20分，每空2分）
1.作用在流体上的力按作用方式分有：质量力
和
表面力。
（4
分）
2．液体静力学基本方程p z
c g
的几何意义为液体中任意两点的测压
管水头相等；则物理意义为
单位重量流体具有的位能不变。
（4分）
3. 尼古拉兹实验将流动分为五个区域，在各个区域内影响沿程阻尼系数的因素不同，其中紊流光滑区影响的因素为Re ，紊流粗糙区影响
的因
素
为
d
/。
（4分）4．圆管均匀流
中，切应力与点到管轴的距离r
成
正比
，管轴处
切应力的值为 0 。
（4分）
5.管嘴出流的工作条件是：（1）作用水头H 0<9m
、(2)管嘴长度l<3~4d 。
（4分）
二、名词解释（共10分，每小题5分）
1.理想流体模型
答：当流体粘性较小，忽略它对计算精度不产生影响，因而假定流体不具粘性，按理想流体计算，这个假定称理想流体模型。
（5分）
2.临界水深
答：明渠流动中，流量一定，断面形式一定，相应于比能最小时的水深。
（5分）
三、计算题（共70分）
1.如图所示，两水池间的隔板处有一个圆柱体闸门，
已知：圆柱体直径
D=1m ，垂直于图面长L=1m ；左池敞口，水深
H=6m ；右池密闭，h=1m ，
且装有U 形水银测压管，测压管读数368mm h。
求：作用在圆柱体闸门
上的静水总压力。
（15分）
解：
1)右液面压强水头：
（5分）
20//
5.0mH O
Hg
h p h 0右水
水
水
故有：
06
h
h H 水
mH 2O
2)作用在圆柱体闸门上的静水总压力水平分力：
（5分）
x
P 3)作用在圆柱体闸门上的静水总压力垂直分力：（5分）
H z 1
2
3
4
6
l 2
d 2
l 1
d 1
H
5
222
7.7kN(
)
4
z
H O
H O
D
P V L 7.7kN()
z
P P 过圆柱中心
2. 图示水泵给水系统，输水流量Q=100l/s ，水塔距与水池液面高差
H=20m ，吸
水管长度l1=200m ，管径d1=250mm ，压力管长度l2=600m ，管径d2=200mm 。
水泵真空度为7.5m,吸水管与压力管沿程阻力系数分别为λ1=0.025，λ2=0.02，各局部阻力系数
分别为：
EMBED Equation.DSMT4
1
2.5, 2
0.5
3
1.1，1
2.02.06
5
4，
，。
试求：1）水泵扬程与安装高度；2）绘
出总水头线和测压管水头线。
（15分）
解：1)总流连续性方程：（4分）
2
2
1
2
1
2
2
2
1
2
1
2
3.14 3.140.1
4
4
0.25
0.2
0.1274
2.04/
3.18/d d Q m s m s
2）. 列1-2断面能量方程：（4分）2222
1
1
2
2
1
2
1
2
12
3456
1200000
(
)
(
)
2222t
l l H H
d g d g
g
g
2
222
1
2
1
2
22
1
2
200
600
200.025
0.02
(2.50.5)
(1.10.20.21)
0.2520.22222023
62.5
22z
z
H g
g g
g
H g
g
解得水泵扬程：
57.22m
z
H 3）列1-3断面能量方程可得安装高度：（4分）
2221
1
1
1
1
1
21000
(
)
222s
v
l H h d g
g
g
21
2007.5(0.025
2.50.51)
0.25
22.4s s
H g
H m
4）总水头线与测压管水头线如图：（3分）
H z
H
1
2
3
4
5
6
2
2
11
3
3
l 2
d 2
l 1
d 1
H P
H
H z
H
H
P
H
P
H
3.一弯管水平放置，已知：d 1 =d 2=200mm ，管轴线在同一水平面内，管中通过流量Q=0.1 m 3
/s ，1-1断面中心线压强p 1 =19.6 kN/m 2
，l-1、2-2断面间的水头损失为1m ，求水流对弯管的作用力。
（15分）
p 2
2
2
题3图
解：
22
1
（2分）连续性方程：
185.32
.01.0442
22
1
d
Q
m/s
（5分）列l-1、2-2断面间能量方程：
f
h g p z g p z 2222
2
2
2
1
1
1
1
8
.90
8
.96.190
2p p 2=9.8kN/m
2
（1分）控制体，受力分析如图：
（2分）615.06
.194
2.04
2
1
2
1
p d P kN
308.08.94
2.04
2
2
2
2
p d P kN
（5分）
列x 动量方程：
)
185.3185.3(1.01308.0615.0)
(
1
221R
Q R P P F x R=1.56kN
4. 已知：u x =-kx ， u y =ky ，求：1）加速度；2）流函数；3）问该流动是有
涡流还是无涡流，若为无涡流求其势函数。
（15分）
解：
加速度
（4分）
2
2x y
a k x a k y
流函数ψ
（4分）
c kxy kydx
dy
kx dx
u dy u y x （4分）
)
(
5.0y u x
u x y z
是无旋流
（3分）
C
ky
kx
kydy
xdx k dy u dx u y x 2
2
5.05.05．一梯形断面明渠均匀流动，已知：粗糙系数n=0.025，边坡系数m=1，渠
底宽为b=10m ，水深h=2m ，渠底过流能力76.12Q m 3/s 。
求渠道的底坡i 。
（10分）
解：（2分）
2
24)210
(2)(m
mh b h A （2分）m
m h b X 657.151
12
210122
2
（2分）
m
X
A R
533.1（2分）951
.4216
1
R
n
C
（2分）
76
.12Ri
AC Q
i=0.0001。