哈工大秋季流体力学考试及答案完整版
哈尔滨工程大学考研真题(流体力学部分)
哈尔滨工程大学考研真题一、简要说明下列各种力产生的原因、求解思路及表达式1、 沿程阻力2、形状阻力3、惯性阻力4、机翼升力5、湍流应力二、图示水箱1中的水经光滑无阻力的圆孔口水平射出，冲到一平板上。
平板封盖着另一水箱2的孔口，水箱1中水位高度为1h ，水箱2 的水位高度为2h ，两孔口中心重合，而且直径12d d /2=。
若射流的形状时对称的，冲击到平板后转向平行于平板的方向，并向四周均匀流出。
假定流动是无粘性不可压缩定常的，平板和水质量力不计。
当已知1h 和水的密度ρ时，求保持平板封盖住水箱2的孔口时2h 的最大值。
三、工程中常用文丘里管测量管路中水的流量。
管路和收缩管段截面积分别为1S 、2S ，水的密度和U 型测压计中液体的密度分别为ρ、m ρ，且m ρρ〈。
若不计水的粘性，试导出倾斜管路中水的流量Q 与测压计中液体的高度差读数h 之间的关系式。
四、设在平面直角域中点A （a ，b ）处放着一个强度为Q 的平面点源，0,0x y ==是半无限固体壁面，远方压力为ρ∞。
试求： 1. 平面流动复势W(z)； 2. 壁面上流体的速度分布；3. 壁面0x =上流体的压力分布。
五、两块无限长二维平行平板如图所示，其间充满两种密度和粘性系数分别为12,ρρ和12,μμ的液体，高度分别为1h ，2h 。
已知下板静止，上板以速度U 向右运动，全流场应力相同，不计重力，流体运动为层流。
试求流场中的速度分布。
六、圆球在静水中释放后上浮，圆球的半径为a ，水和圆球的密度分别为,w m ρρ。
忽略水的粘性，试求圆球上浮运动之距离随时间的变化规律。
标准答案 一、（分析）考察学生对流体力学中出现的专业中常用的有关力的掌握程度。
1、沿程阻力：管道壁面粘性摩擦和粗糙度引起的阻力。
表达为圆管沿程阻力系数，2f l Vh d gλ∆= 2、形状阻力：由于粘性和流动分离产生的压力沿流动方向投影的合力。
求得压力后积分或试验测得，20cos 12p n D sD D p ds C U A αρ==⎰⎰或3、惯性阻力：非定常运动改变流体的惯性引起的阻力。
哈工大建筑工业出版社伍悦滨工程流体力学（水力学）课后习题答案
P gh P ρρ==18、153.85kN ，0，0 19、28.85kN ，2.56 kN 20、0.114 21、不能 22、0.48m 第三章 1、35.86 m/s 2
2、36.27m/s 2二元/恒定 /非均匀流 3、ay-bx=c 4、x 2+y 2=c 5、3x -2y =3 6、y =0.242r 0 7、1,3不满足2满足 8、u x =-2xy -2x +f (y ) 9、4max 3Q bu = 10、18.05m/s, 22.25m/s 11、8.16 2.04 0.51 16.32 4.08 1.02 4.08 1.02 0.255 12、0.228kg/s 9.83m/s 13、4.77 m/s 14、0.158d 0.274d 0.354d 0.418d 0.474d ()21234520d u u u u u πρ++++ 15、0.056 m 16、300 mm 1.18m/s 17、Q 1/Q 2=0.28 18、2.64 kg/m 3 19、0xx yy zz εεε=== 0 xy yx z a εεω=== 有旋无角变形 ()() 2222222 2 222 0 xx yy zz xy z y x cxy cxy xyxycyxx y εεεεωωω-== =++-= ===+ 无旋有角变形 第四章 1、10.9 L/s 2、1.87m 3、235.5mm 4、0.8m B →A 5、3.85m/s 4.34m/s 6、12.7 L/s 7、11.8m 79.0kPa 8、68.1 -0.48 -20.1 0 kPa 9、1.23m 10、8.22 L/s 428mm 11、1.5 m 3/s 12、-64.5Pa 967.5Pa 13、143.24kN 14、25.05 L/s,8.35 L/s 1.97 kN 15、3.26kN ，5.26kN 16、2.322kN 17、527N 18、8.5 m 3/s, 22.42kN 19、98.35kN, 120.05kN 20、2509W 21、2 2y x x y ψ?=-=+ ()220.5 x y ψ?=+不存在 ψ?、均不存在
流体(A类)哈工大
解得驻点： (0,0); (−2,0); ( −1,− ) 三点。 （4）
∂ϕ = Vx = x 2 + 2 x − 4 y ∂y
ϕ = x 2 y + 2 xy − 2 y 2 + f ( x)
∂ϕ = V y = 2 xy + 2 y + f ' ( x) = 2 xy + 2 y ∂x ∴ f ' ( x) = 0 ； f ( x) = C ；令其为 0，则：
四．解 （1）
∂V y ∂V x = 2x + 2 ； = −2 x − 2 ∂x ∂y ∂V x ∂V y + = 2x + 2 − 2x − 2 = 0 ∂x ∂y
满足连续性方程。 （2）
∂V y ∂x
= −2 y ；
∂V x = −4 ∂y
ω= (
1 ∂V y ∂V x − ) = −y + 2 ≠ 0 2 ∂x ∂y
流动有旋。 （3）驻点条件：
V x = x 2 + 2 x − 4 y = x ( x + 2) − 4 y = 0 V y = −2 xy − 2 y = −2 y ( x + 1) = 0
由 y = 0 代入解得： x = 0 ； x = −2 由 x = −1 代入解得： y = −
1 4 1 4
2． V = qV / A =
∫ υdA
A
1 ，υ = υdt ； A ∆T ∫ 0
∆T
3． a y =
∂υ y ∂υ y ∂y +υx +υy ； ∂t ∂x ∂y
4． α 0 = 5． Re =
∫υ
A
2
dA
2023年哈尔滨工业大学流体力学考题
2023年哈尔滨工业大学流体力学考题本文档为哈尔滨工业大学2023年流体力学考题的概述。
一、选择题
1. 下列哪项不是流体静力学的基本假设？
- A. 流体是连续介质
- B. 流体是不可压缩的
- C. 流体中没有剪切应力
- D. 流体静力学适用于牛顿流体
- E. 以上都不是
2. 流体在宏观上是连续的，但在微观上却是离散的。
这是由于下列哪项原因造成的？
- A. 流体分子之间存在相互作用力
- B. 流体分子之间存在间隙
- C. 流体分子之间有碰撞
- D. 流体分子之间存在电荷相互作用
- E. 以上都不对
3. 当流体静止时，下列哪项表达式描述了流体中粒子的压力分布？
- A. $P = \rho g h$
- B. $P = \frac{1}{2} \rho u^2$
- C. $P = \frac{1}{2} \rho v^2$
- D. $P = \frac{1}{2} \rho c^2$
- E. 以上都不是
二、填空题
1. 流体密度是由流体的\_\_\_\_\_和\_\_\_\_\_决定的。
2. 流体的\_\_\_\_\_可以用来描述流体的黏性。
3. 流体力学中的\_\_\_\_\_是指单位质量的流体受到的垂直向上的力。
三、简答题
1. 请简要描述流体流动的Euler方程和Navier-Stokes方程的含义和区别。
2. 解释雷诺数的概念，并描述其在流体力学中的应用。
以上为本次流体力学考题的概述，具体详细题目请参加考试时查看考卷。
注：本文档提供的考题仅为示范，实际考题以考试时的教师布置为准。
工程流体力学试卷(B)王成敏
哈工大2005年秋季学期
工程流体力学（B）试题
一、解答下列问题（18分）
1、理想流体
2、流体的粘性随温度的变化趋势
3、说明流线的性质并写出其方程
4、写出动能修正因数定义式
5、缓变流动及缓变过流断面的性质
6、水力粗糙管
二、推导理想流体运动微分方程（15分）
三、图示一贮水设备，在C 点测得绝对压强p=29430 Pa ，h=2 m ，R=1 m.。
求半球
曲面AB 所受到液体的作用力。
（球体积公式 34
3V R π=球 ： ）（15分）
h /2
h
R P
四、设某不可压缩流体作二元流动时的速度分布为
其中ｍ，ｋ为常数。
试求加速度．（７分） 22
22
,22x y m x m y v v x y x y ππ==++
五、密度为31000kg m ρ=的水从图示水平放置的喷嘴喷出流入大气。
已知喷嘴尺寸8D cm =，2d cm =，测得出口速度215V m s =，求螺栓组A 所受的力。
（15分）
D
d
2
p 1V 2V 1
p
六、水从封闭的水箱的上部经直径130d mm =的孔口流入下部，然后经220d mm =的圆柱形管嘴流入大气。
当处于恒定状态时压强计读数44.910M p Pa =⨯，玻璃测管内的水位12h m =，23h m =，孔口和管嘴的流量因数分别为010.62c =，020.82c =，试求下部水箱水面上的压强s p 及流量V q 。
（10分）
V q
M p
x p
1d
2d
q
1h
2h。
大学流体力学,哈工程版 张亮,李云波 第五章习题参考答案
大连海洋大学船舶09-1班流体力学专用答案哈工程 张亮李云波P125 第五章习题5-1 流速为o u =10m/s 沿正向的均匀流与位于原点的点涡叠加。
已知驻点位于（0，5），试求（1）点涡的强度；（2）点（0，5）的流速；（3）通过驻点（0，-5）的流线方程。
均匀流与位于原点的点涡叠加后的速度势为ϕ。
ϕ=0v θcos r ⋅θπ20Γ- 其中0Γ为沿顺时针方向点涡涡强。
在极坐标下： θθϕc o s 0c o s 00v v rv r =-=∂∂=rv r v πθθϕθ2s i n 100Γ--=∂∂⋅= 驻点为（0，5），则5,23==r πθ（1）0)23cos(0==πv v r052)23s i n (00=⨯Γ--=ππθv v π100=Γ⇒ π1000=v 即点涡强强度π1000=Γ（2）点（0，5）的流速 5,2==r πθ代入θv v r ,)/(20101002100sin 0cos 000s m v rv v v v r -=--=--==⋅=ππππθθθ s m u v /20,0==⇒即负号表示θ以逆时针方向为正（3）通过驻点（0，5）的流线方程均匀流与位于原点点涡叠加后的流函数ψ r r v ln 2sin 00πθψΓ+⋅⋅=将（0，5）对应5,23==r πθ代入上ψ式得：5ln 50505ln 501-510+-=⋅+⨯⨯=）（驻点ψ即AΓ55ln5055ln 5ln 505ln 5050ln 500=++=+-++-=+⋅r y r y r y ψ5-2平面势流由点源和点汇叠加而成，点源位于（-1，0），其流量为s m /2031=θ，点汇位于（2，0）点，其流量为s m /4032=θ，已知流体密度为3/8.1m kg =ρ，流场中（0，0）点的压力为0，试求点（0，1）和（1，1）的流速和压力。
解：平面势流点源和点汇构成的速度势为：222221222221222221)(2)(2)(2)(2)(ln2)(ln 2yx x ym yx x ym v yx x x x m yx x x x m u yx x m y x x m B A B BA AB A +-⋅-+-⋅=+--⋅-+--⋅=+--+-=ππππππϕ因：2,1,/40,/20322311=-=====B A x x s m m s m m θθ则22222222)2(220)1(10)2(220)1(110yx x yx y v yx x yx x u +--⋅-++⋅=+--⋅-+++⋅=ππππ(1)则点（0，1）的速度为：)/(1522021101)20(1201)10(110)/(135********)20(20201)10(101022222222s m v s m u ππππππππππ=⋅-⋅=+-⋅-++⋅==⋅+⋅=+--⋅-+++⋅=因为全流场中任意一点满足伯努力方程的拉格朗日形式（p72,(4.3-16)）即 c z Pv=++ρ22则（0，0），（0，1），（1，1）都满足上式，因0)0,0(=P-1 0 2A （源）B （汇）)/(20)20(2020)10(101022)0,0()0,0(s m u v πππ=+--⋅-+++⋅==则12)1()13(22)1,0(22)1,0()1,0(2)1,0()0,0()0,0(2)0,0(+++⇒++=++ρππρρP z P vz P v)/(17.192)1,0(m N P =⇒（2） （1，1）点 流速与压力)/(8212051101)21(1201)11(110)/(14212052101)21(21201)11(11102222)1,1(2222)1,1(s m v s m u ππππππππππ-=⋅-⋅=+-⋅-++⋅==-⋅-⋅=+--⋅-+++⋅=因：)/(97.101701226040012)8()14(2)20(222)1,1()1,1(2)1,1(22)1,1(222)1,1()1,1(2)1,1()0,0()0,0(2)0,0(m N P P P P z P v z P v =⇒=-=--+++=++=++ρπρππρπππρρ5-3直径为2m 的圆柱体在水下深度为H=10m 以平移速度0u 运动，试求（1）A 、B 、C 、D 四点的绝对压力 （2）若圆柱体运动的同时还受到本身轴线以角速度60r/min 转动，试决定驻点的位置以及B 、D 两点的速度和压力。
流体力学习题库(含答案)
流体力学习题库（含答案）一、单选题（共70题，每题1分，共70分）1、低温泵的气相平衡线的作用是防止泵的( )。
A、憋压B、超温C、汽蚀D、汽缚正确答案：D2、若被输送液体的黏度增大时，离心泵的效率( )。
A、减小B、增大C、不变D、不定正确答案：A3、当地大气压为745mmHg测得一容器内的绝对压强为350mmHg，则真空度为( )A、395mmHgB、350mmHgC、410mmHg正确答案：A4、单位质量的流体所具有的( )称为流体的比容。
A、位能B、动能C、体积D、黏度正确答案：C5、喷射泵是利用流体流动时的( )的原理来工作的。
A、动能转化为静压能B、热能转化为静压能C、静压能转化为动能正确答案：C6、机械密封与填料密封相比( )的功率消耗较大。
A、填料密封B、机械密封C、差不多正确答案：A7、下列不属于离心泵的主要构件是 ( )A、泵轴B、泵壳C、叶轮D、轴封装置正确答案：A8、一台离心泵开动不久，泵入口处的真空度正常，泵出口处的压力表也逐渐降低为零，此时离心泵完全打不出水。
发生故障的原因是( )A、吸入管路堵塞B、忘了灌水C、吸入管路漏气D、压出管路堵塞正确答案：A9、某液体在内径为D0的水平管路中稳定流动，其平均流速为u0，当它以相同的体积流量通过等长的内径为D2（D2=D0/2）的管子时，若流体为层流，则压降ΔP为原来的( )倍。
A、32B、8C、4D、16正确答案：A10、造成离心泵气缚原因是( )A、泵不能抽水B、安装高度太高C、入口管路阻力太大D、泵内流体平均密度太小正确答案：D11、离心泵的轴功率N和流量Q的关系为( )A、Q增大，N增大B、Q增大，N先增大后减小C、Q增大，N减小D、Q增大，N先减小后增大正确答案：A12、在静止的连通的同一种连续流体内，任意一点的压强增大时，其他各点的压强则( )A、减小B、不变C、相应增大D、不一定正确答案：C13、往复泵的流量调节采用( )A、出口支路B、出口阀开度C、入口阀开度D、入口支路正确答案：A14、为了防止( )现象发生，启动离心泵时必须先关闭泵的出口阀A、汽蚀B、电机烧坏C、气缚D、叶轮受损正确答案：B15、某泵在运行的时候发现有汽蚀现象应( )A、停泵向泵内灌液B、降低泵的安装高度C、检查进口管路是否漏液D、检查出口管阻力是否过大正确答案：C16、选离心泵是根据泵的( )A、扬程和轴功率选择B、转速和轴功率选择C、轴功率和流量选择D、扬程和流量选择正确答案：D17、流体运动时，能量损失的根本原因是由于流体存在着 ( )。
(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 ______ 。
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求螺栓组A受力：
在上盖半径为 处取宽度为 的环形面积,该处压强为
上盖所受总压力为
方向垂直向上。
螺栓组B受力:
下底 处压强为
下底受总作用力:
方向垂直向下。
六.将一平板深入水的自由射流内,垂直于射流的轴线。该平板截去射流流量的一部分 ，引起射流剩余部分偏转角度 。已知射流流速 ，全部流量 ，截去流量 。求偏角 及平板受力 。（15分)
单位时间内流过微小流束过流断面1-1和２-２流体的总能量为：
单位时间内总流流经过流断面1-1和2－2流体的总能量为
前面讲过在缓变过流断面上，所有各点压强分布遵循静压强的分布规律： ，因此在所取的过流断面为缓变流动的条件下,积分
(1）
若以平均流速 计算单位时间内通过过流断面的流体动能：
(2)
单位时间内流体克服摩擦阻力消耗的能量 中, 为一无规律变化的值，但可令
取控制体如图,对Ｉ-I和1－1列伯努利方程得
由动量守恒（取动量修正系数均为１)
所以
故有
在水平方向列动量方程
由工程力学知:
为受压面面积Ａ对OX轴的静矩
再由 ,
故
即静止液体作用在平面上的总压力等于受压面面积与其形心处的相对压强的乘积。
五．如图，盛水容器以转速 绕垂直轴旋转。容器尺寸 , ， ，水面高 ,活塞质量 ，不计活塞与侧壁的摩擦,求螺栓组 、 所受的力。（1５分)
将坐标原点C取在液面处，则液面方程
设液面上 点处压强为 ，则
6．恒定与非恒定流动
流体运动的运动参数在每一时刻都不随时间发生变化,则这种流动为恒定流动;流体运动的参数在每一时刻都随时间发生变化，则这种流动为非恒定流动。
二.推导直角坐标系中的连续性微分方程。（１０分）
在空间流场中取一固定的平行六面体微小空间,边长为 ,所取坐标如图所示。中心为点 ,该点速度为 ,密度为 ,计算在 时间内流入、流出该六面体的流体质量。
2.流线与迹线
流线:某瞬时流场中的一条空间曲线，该瞬时曲线上的点的速度与该曲线相切。
迹线:流体微元的运动轨迹。
3.断面平均流速与时间平均流速
断面平均流速:
时间平均流速：
４.层流与紊流
层流:定向有规律的流动
紊流:非定向混杂的流动
5．流体连续介质模型
以流体微元这一模型来代替实际由分子组成的结构,流体微元具有足够数量的分子，连续充满它所占据的空间，彼此间无间隙，这就是连续介质模型。
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一．简答题（30分)
1.粘性及粘性的表示方法
产生阻抗流体层间相对运动的内摩擦力的这种流体的性质。
三种表示方法：绝对粘度、相对粘度、运动粘度
首先讨论沿 方向的质量变化。由于速度和密度是坐标的连续内,自垂直于 轴的两个面流出、流入的流体质量差为:
同样道理可得 时间内，分别垂直于 轴的平面流出、流入的流体质量差为:
因此,在 时间内流出、流入整个六面体的流体质量差为
对于可压缩流体,在 时间内，密度也将发生变化,流体密度的变化同样引起六面体内流体质量的改变。以 表示质量随时间的增量,设 时刻流体密度为 , 时刻流体密度为 ,则
（3)
将(1)（2)（3）代入上式,并且已知不可压流体，流量连续，得：
等式两边同除 ,得到重力作用下不可压缩粘性流体恒定总流的伯努利方程:
四.推导静止流体对平面壁的作用力计算公式。（1５分)
为一块面积为 的任意形状的平板，与液体表面呈 角放置,液体内部的压强取相对压强。
作用在微分面积 上的压力:
作用在平面ａb上的总压力：
由质量守恒条件知
（注意正负号）
故有
整理得
即为直角坐标系下的连续性微分方程
三.由粘性流体微小流束的伯努利方程推导出总流的伯努利方程。(15分)
如图:1－1和2-2断面为两个缓变的过流断面,任取一个微小流束 ,当粘性流体恒定流动且质量力只有重力作用时，对微小流束的1－1和2-2断面伯努利方程，得单位重力流体的总能量：