流体力学试题及答案1教学提纲

流体力学试题及答案

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2. 欧拉法中，流体的加速度包括 时变加速度 和 位变加速度

两种，如果流场中时变加速度为零，则称流动为 定常流动 ，否则，流动称为 非定常流动 。

3. 雷诺实验揭示了流体流动存在层流和 紊流 两种流态，并可

用 雷诺数来判别流态。

4. 一般管路中的损失，是由 沿程损失 和 局部损失 两部分构成，在定常紊流中，沿程水头损失与流速的 平方成 正 ，所谓的长管是指局部损失比 沿程损失小得多，可以忽略不计。

5. 已知三维流场的速度分布为：0,4,2==+=w x v t y u ，试求t=0时刻,经过点（1,1）的流线方程1222=-y x ；点（1,1）处的加速为 9+8i 。

6. 平面流动速度分布为：22y ax u -=，by xy v --=，如果流体不可压缩，试求a= 0.5 ；b= 0 。

7. 子弹在15摄氏度的大气中飞行，如果子弹头部的马赫角为45度，已知音波速度为340m/s 子弹的飞行速度为 480.8m/s 。

三、简答题(20分，每小题5分):

1. 试说明伯努利方程成立的条件。

理想流体（1）；流动定常（1）；重力场（1）；不可压缩（1）；方程仅沿流线成立（1）。

2. 研究流体受力和运动过程中，在哪些情况下要考虑流体压缩性？

液体的密度变化较大如研究水击现象（2），气体的速度较大，如超过音速的三分之一，其密度变化是明显的，这时就必须考虑压缩性的影响（3）。

3. 试解释理想流体,牛顿流体和非牛顿流体.

忽略了粘性的流体为称为理想流体（2）；切应力与流速梯度成正比的流体称为牛顿流体，反之为非牛顿流体（3）。

4.

试说明斯托克斯定理的含义和意义。

斯托克斯定理反映了速度环量和旋涡强度的关系，经过某封闭曲线的曲面上的旋涡通量与该封闭曲上的速度环量相等（3）。意义:将计算旋涡通量的面积分简化为计算速度环量的线积分（2）。

三、计算题(40分，每小题10分):

1. 粘度仪是测量液体粘性系数的仪器，它是由如下图所示的两个同心薄壁圆筒组成，外筒半径为R ＝100mm ，内筒半径为r ＝99mm ，筒高1m ，两筒之间的间隙为1=δmm ，外筒转速为ω＝20rad/s,当间隙内充满某种润滑油时，内筒所受扭矩M ＝100Nm 。假定润滑油为牛顿流体，试求润滑油的动力粘性系数μ。

解：δωμτ/r =（1） 212R M πτ=（2） 4

022212R dr r M R

δ

ωπμπτ==?（4） 21M M M +=

解得：μ=0.78Ns/m 2 （3）