2014年空军工程大学考研试题 807-应用流体力学

空军工程大学2014年硕士研究生入学试题

考试科目：应用流体力学（A卷）科目代码 807 说明：答题时必须答在配发的空白答题纸上，答题可不抄题，但必须写清题号，写在试题上不给分; 考生不得在试题及试卷上做任何其它标记，否则试卷作废；试题必须同试卷一起交回。

一、填空题（每空1分，共30分）

1.静止流体中，只存在（）作用面的（）应力，静压力值仅仅是（）和（）的函数。

2.动力粘性系数的单位表示为（），运动粘性系数的单位表示为（）。

3.马赫数定义为（）与（）之比；速度系数定义为（）与该点（）之比。

4.雷诺数表征流体运动时流体微团的（）力与其所受的（）力之比，是由流体的密度、（）、（）系数和相应的特征长度决定的。

5.平面流动的斯托克斯定理是指沿微团周线的（）等于微团（）的2倍与周线所围（）的乘积。

6.流线族与等位线族是（），两流线的流函数值之差就是两流线之间流体的（）。

7.在直匀流中叠加（）和（），可用于模拟物体升力的作用。

8.（）气流因通道收缩，或从（）区进入（）区，气流要（）增压，因而会出现激波。

9.附面层转捩的内因是层流（），外因是（）。

10.压气机的一个级是由无数个半径不同的两个环形叶栅，即（）

叶栅和（ ）叶栅叠加而成的，这两个环形叶栅就称为（ ）。

二、分析简答题（每题5分，共45分）

1.简述流体的连续介质假设，并讨论连续介质假设的合理性。

2.给出流体压缩性的定义，并讨论0.3Ma <时流体不可压缩假设的合理性。

3.若飞机在10000米高空的飞行速度恰好等于地面声速，问飞机的飞行马赫数是否为１，为什么？

4.分析证明：在同一瞬间，沿涡线或涡管涡强不变。

5.分析物体作超声速运动时形成波阻的原因。

6.分析超声速流动中速度与管道截面积的变化关系。

7.当输水管道流量一定时，随着管径增大，雷诺数Re 是增大还是减小，为什么？

8.简述内压式与外压式超声速进气道的设计原理。

9.试分析附面层分离的主要原因及其危害。

三、计算题（每题15分，共75分）

1.一块长180cm ，宽10cm 的平板在另一块固定平板上水平滑动。两平板之间的间隙是0.3mm ，充满密度为900kg/m 3、运动粘性系数为420.910m /s -⨯的润滑油。如果以30cm/s 的匀速拖动上面的平板，求需要的力是多少？

2.在不可压缩流体的三元流动中，已知222u x y x y =++++，22v y yz =+。设(,,0)0w x y =，试用连续性方程推导w 的表示式。进而求出流场的旋转角速度分量。

3. 自来水管道中有一段60︒拐角的水平管道，如图1所示。已知管道内径为70mm ，质量流量为7.7kg/s m Q =，压力为3100kPa p =，水密度为31000kg/m ρ=。若不计弯管的压力损失，求水作用在弯管上的作用力。

4.在海平面上，有直匀流流过一个机翼，如图2所示。远方来流速度

100m/s V ∞=，静压101200Pa p ∞=。已知A 、B 、C 三点的速度分别是

0m/s A V =，150m/s B V =，50m/s C V =。

空气在海平面的密度31.225kg/m ρ=，求A 、B 、C 三点的静压及压力系数。（忽略A 、B 、C 三点的高度变化。）

5. 运动粘性系数为62110m /s ν-=⨯的空气以6m/s 的速度沿长度为1 m 的平板流动，试求平板摩擦阻力系数。假设平板转捩雷诺数6Re 310T =⨯，层流摩擦阻力系数12, 1.372(Re)l f C -=，紊流摩擦阻力系数15,0.072(Re)t f C -=，且1

230.5774-=，1

5300.5065-=，1

5600.4409-=。

图1-试题三（

3）

图2-试题三（4）