武大河流动力学试卷附答案
2023年武汉大学流体力学考题
2023年武汉大学流体力学考题
简介
本文档为2023年武汉大学流体力学考题的详细内容。
以下是
考题的主要内容和要求。
客观题
1. 填空题：请解释雷诺数的定义和作用。
（10分）
2. 选择题：流体力学分为几个分支？请列举并简要介绍。
（15分）
3. 判断题：Bernoulli方程只适用于不可压缩流体情况下的流动。
（5分）
主观题
1. 简答题：什么是黏性流体？请解释其黏度和黏性力的概念，
并与非黏性流体进行比较。
（20分）
2. 计算题：有一个管道内流体的速度分布为V = 3y + 2，其中
y为管道的纵向坐标。
求该管道内的流体流量。
（25分）
3. 综合题：一辆汽车以50km/h的速度通过一个半径为300m的平曲率半圆形弯道，请计算汽车通过弯道时所受向心加速度和与驾驶员相对感受到的侧向加速度。
（30分）
注意事项
1. 考试时间为2小时，请合理安排时间。
2. 考试中禁止使用电子设备。
3. 答题时请清晰书写，标明题号和答案。
4. 答案需要准确、简洁，并给出必要的计算过程和单位。
以上为2023年武汉大学流体力学考题的详细内容。
祝您考试顺利！。
14-15-1河流动力学答案A
淮海工学院14 - 15 学年第 1 学期河流动力学试卷(A开卷)专业年级：港口航道与海岸工程12(1)一、名词解释（共5题，每题3分，共15分）1.体积含沙量和重量含沙量体积含沙量Sv：泥沙颗粒的体积/浑水总体积质量含沙量Sw：泥沙所占重量/浑水总体积2.泥沙粒径累积频率分布曲线横坐标表示泥沙颗粒粒径大小，纵坐标表示小于某一粒径id的泥沙质量（或颗粒数目）与泥沙总质量（或总的颗粒数目）的百分比3.沙粒阻力在水流作用于床面额全部切应力中，只有一部分直接作用在颗粒上，引发推移质的运动和床面形态的变化，这一部分叫做沙粒阻力。
4.河相关系冲积河流的河床在水流与河床的长期作用下，常取得与所在水文、泥沙条件相适应的最适合的外形，表征这些外形的因素（如河宽、水深、曲率半径等）与水力、泥沙因素（如流量、比降、泥沙粒径等）之间常存在某种函数关系，这种关系称为河相关系。
5.潮流界潮波和潮流上溯的过程中，既受到河床阻力的影响，又受到径流下泄的阻碍，潮汐的能量逐渐消耗。
当潮波推进到达某一地点时，涨潮流速和径流下泄流速相抵消，潮水便停止倒灌，此处为潮流界。
二、简答题（共5题，每题5分，共25分）1．河流的分类河流分为：山区河流、平原河流、潮汐河流。
平原河流根据形态、演变特征可分为：弯曲河道、分叉河道、顺直河道、游荡河道。
2．河口的分类，并说明钱塘江、黄河、黄浦江和长江分属何种河口？潮汐河口的分类：一、按河口形态特征分类1）三角港河口2）三角洲河口。
二、按河口区的动力和来沙特征分类1）强潮海相河口(钱塘江)2）弱潮陆相河口（黄河）3）湖源海相河口（黄浦江）4）陆海双向河口（长江）。
三、按潮汐强弱分类1）感潮河口2）中潮河口3）弱潮河口3．Shields数的含义及其物理意义。
Dscc)(γγτ-=Θ为无量刚临界起动切应力，该值越大，泥沙的可动性愈强，因而它可以看作床沙运动状况的一个重要指标，决定了推移质运动的强度。
4．位于水平河床上的非粘性泥沙而言，促成泥沙起动的力有哪些？赖以抗拒的力有哪些？粘性颗粒起动时还需考虑粘结力，粘结力的影响因素？促成泥沙起动的力有：上举力、推移力、脉动压力等，赖以抗拒的力有：重力、粘结力等5. 阐述河床演变的基本原理输沙的不平衡性。
《河流动力学》试卷(B)
２００６—２００７学年度第１学期2004 级水利水电工程专业间《河流动力学》课程试卷时试注意事项： 1. 考生务必将自己姓名、学号、专业名称写在指定位置；线考线 2. 密封线和装订线内不准答题。
题号一二三四五总分分数：选分评卷人一、填空题：（每小空 1 分，共 20 分）号学订封１．河流动力学是研究冲积河流在以及所发生的变化和发展规律的一门科学。
２．动床情况下，作用于河底的床面阻力一般包括和两种。
其中，只有一部分对沙波的形成（也即对：推移质的运动）直接起作用，这就是所谓的。
级年Froude 数是明渠水流在某特定断面上的、３．和业专的对比，决定了水流的流态。
装４．推移质运动可以分为、密及三种。
悬移质运动可以分为和两种。
名姓５．要研究泥沙运动规律，首先应了解泥沙的基本特性，它包括：、及，此外，还有对于细颗粒泥沙而言的，和对于粘性土壤而言的。
６．河流中运动着的泥沙，根据其运动状态的不同，可以分为、及三种运动形式。
选分评卷人二、判断题：（每小题2分，共10分）１．河流的变化和发展是水流与河床相互作用的结果。
( ) ２．利用筛析法所得的泥沙颗粒粒径接近于它的等容粒径。
( ) ３．泥沙的水下摩擦系数对分散颗粒而言，一般随着粒径的减小而减小。
( ) ４．泥沙颗粒在静水中下沉时，其周围水体的绕流状态与沙粒的雷诺数Re D有关。
( ) ５．所有的泥沙颗粒都以一定的转移概率分别经历推移质、悬移质和床沙这三种运动形式。
( )选分评卷人三、名词解释：（每小题 5 分，共 25 分）１．中值粒径 D50：２．泥沙的孔隙率：３．泥沙的沉速：４．比表面积：５．稳定渠道最优断面：选分评卷人四、简答题：（每小题10分，共20分）１．试述在泥沙的沉降过程中，绕流的状态及其判别方式。
２．试述推移质和悬移质之间在物理本质上的区别。
选分评卷人四、计算题：（25分）１．某河段长40km，平均河宽800m，一次含沙洪水过后的淤积物总重量为4000 万 tf 。
(完整版)河流动力学作业参考答案[1].
![(完整版)河流动力学作业参考答案[1].](https://img.taocdn.com/s3/m/d43f07b5af45b307e87197e9.png)
===浑水的重量比浓度为
33352.99
0.051198/0.0512/51.2/1035.003
s w W S gf cm gf cm kgf m V =====
注:公式,单位一定不要忘记,同时注意表达方式的书写。m ≠W,ρ≠γ,单位的换算。还有不要混淆gf和g的区别,前者是重力的单位,后者是质量的单位。1kgf=1000gf=9.8N,指的是1千克物体所受的重力。在计算中,重量也可以用质量来表示,单位是g ,表达符号是m.它与重量用力的表示,单位是gf ,数值上是一样的。
算结果。2.第一问中γ的确定,水温是在都为20o
C ,所以γ=998.2kgf/cm 3。
3.第二问出现的问题最多。尤其注意原型与模型因温度的不同,p γ,m γ,p ν,m ν取值
得不同。原型是20o
C ,所以p γ=998.2kgf/cm 3;p ν=1.004⨯10-6m 2/s ;模型是5o
所以颗粒的粒径范围为0.083mm-0.379mm。注:此题不要忘记单位
第二次作业参考答案——第二章
2.21动床模型中常采用量瓶法测量浑水浓度?量瓶的容积约为1000cm 3,每次使用前需在当时水温下精确测量其容积。已知某次测量数据为:水温20℃,空瓶的质量为11
3.0g,空瓶加清水的质量为1146.14g,空瓶加浑水的质量为1149.42g,滤出瓶中浑水中的沙样烘干后得
则有b b RJ τγ=,w w RJ τγ=把以上各式代入(1式,则
b w RJ RJ RJ γγγ=+
根据曼宁公式,设岸壁区,河床区水流速度w U ,b U ,则有
2/31/2
1U R J n
=
,2/31/21w w w U R J n =,2/31/21b b b U R J n = 22
武大水力学习题集答案
27、
28、解:
29、
30、
h
=
p ρg
=
2.00H 2O
31、 P = 1937.9 N 35、（1）
32、 h = 0.663 m
33、 a =4.9 m/s2 34、 h=3.759 m
(2) Px == 15.68 kN ； Pz = 33.58 kN ； P =
P2 x
+
P2 z
= 37.06
T＝μ ( u + Δ ) A ; 14、ρ=1030Kg/m3 ,
x Δ−x
15、ρ=998.88Kg/m3, ν =μ/ρ=1.003-6m2/s，空气的μ=1.809×10-5N S/m2 ；16、 dp=2.19×107Pa 17、 γ =678(Kg/m3)=6644.4(N/m3), ρ=69.18(Kgf s2/m4)=678(Kg/m3)； 18、 F=26.38 N 19、
2-31 γ 2= γ 1V/(V-Ah)
2-32 θ=5.3°
第三章 水动力学基础
1、 ( √ ) 2、( × ) 3、 ( × ) 4、 ( √ ) 5、 ( × ) 6、(×) 7、(×) 8、(√) 9、 (×) 10、(√)
11、(√) 12、(√) 13、(×) 14、(√) 15、(×) 16、(×) 17、(√) 18、(3) 19、(2) 20、
ρg
方向向下
68、 h V3 = 5.33 mH2O ； 69、 q v = 0.031 m3／s =31 l／s 70、(1) q vmax = 0.0234 m3／s = 23.4 l／s ； h max = 5.9 m (2) p 2 = − 4.526 mH2O
（完整版）河流动力学三基试题参考答案
（完整版）河流动力学三基试题参考答案河流动力学三基试题参考答案一、基本概念1.泥沙输移比：某流域出口控制站实测的河流泥沙总量St与该流域的地表物质侵蚀总量Se之比，称为泥沙输移比。
2.推移质：泥沙以群体形式运动时，以滚动（包括层移）、跃移形式运动的颗粒统称为推移质。
3.悬移质：把悬浮在水流中，基本上与水流以相同速度作悬移运动的泥沙统称为悬移质。
4.高含沙水流：是指水流挟带的泥沙颗粒非常多，含沙量很大，以至于该挟沙水流在物理特性、运动特性和输沙特性等方面基本上不再像一般挟沙水流那样用牛顿流体描述。
5.异重流运动：两种或两种以上的流体相互接触，而流体间有一定的但是较小的重度差异，如果其中一种流体沿着交界面方向流动，在流动过程中不与其它流体发生全局性掺混现象的运动。
6.泥沙的水下休止角：将静水中的泥沙颗粒堆积起来，其堆积体边坡形成的稳定倾斜面与水平面的夹角称为泥沙的水下休止角。
7.含沙量：单位体积浑水中固体泥沙颗粒所占的比例，一般有重量含沙量和体积比含沙量。
8.等容粒径：与泥沙颗粒体积相同的球体直径。
9.中值粒径D50：累计频率曲线上纵坐标取值为50%时所对应的粒径值。
10.算术平均粒径D m：各粒径组平均粒径的重量百分比的加权平均值。
11.风化作用：岩石和矿物在地表环境中，受物力、化学和生物作用，发生体积破坏和化学成分变化的过程，称为风化作用。
12.泥沙的沉速：泥沙在静止清水中沉降速度达到恒定极限速度时，对应的沉速叫做泥沙的沉速。
13.泥沙的干容重：一般把单位体积沙样干燥后的重量称为干容重。
14.泥沙的容重：泥沙颗粒的实有重量于实有体积的比值（即排出空隙率在外）。
15.推移质输沙率：在一定水力、泥沙条件下，单位时间内通过过水断面的推移质数量称为推移质输沙率，用G b表示，单位一般用kg／s或者t ／s。
16.泥沙的起动：设想在具有一定泥沙组成的床面上，使水流的速度由小到大逐渐增加，直到使床面泥沙(简称床沙)由静止转入运动，这种现象称为泥沙的起动。
河流动力学课后习题答案第一章
1.1试分析人工或天然水系中所谓的“死水”或“活水”是否属于动态系统。
它们是封闭系统还是开放系统？举例说明本校园内的人工河流、湖泊属于何种系统？答：“死水”或“活水”属于动态系统，“死水”是封闭系统，“活水”是开放系统。
校园内的人工河流、湖泊与外部环境既交换热量又交换物质，是开放系统。
1.2若一个封闭水体与外部环境只有能量交换（太阳能辐射），而没有物质交换（水量的流入流出），试分析水体的演变趋势。
考虑两种初始条件：①水体十分纯净，没有任何营养物和微生物；②受到污染的水体，有大量污染物和微生物存在。
答：①水体十分纯净，封闭的水体不会发生变化。
②受到污染的水体，有大量污染物和微生物存在。
在水体中会有微生物大量繁殖，水体会进一步污染恶化。
1.3仿照图1-1的例子，试举出更多的实例什么是不稳定、亚稳定和平衡状态。
答：一个圆锥体，以其尖端竖立在一个平面上，这些物体都处于不稳定状态。
翻倒后，处于亚稳定状态，一直要等到它们的重心相对地取得最低位置时，这些物体才会静止不动处于稳定状态。
1.4简要说明水文系统所包含的子系统，并指出我国大陆地区常见的子系统。
答：水文系统包含：1、大气层-海洋系统2、坡面系统3、海岸线系统4、河流系统5、冰川系统6、地下水系统7、风成沉积系统常见的有1、大气层-海洋系统2、坡面系统3、海岸线系统4、河流系统6、地下水系统7、风成沉积系统1.5在泥沙问题的研究中所采用的时间尺度有几种？它们适用于什么学科和什么问题的研究？答：三种。
地质学时间尺度以百万年计，研究地质旋回过程。
现代河流地貌学时间尺度为数十年至数十万年，研究侵蚀旋回。
工程学时间尺度为数天至数百年，降雨和水流与流域坡地、河道边界或人工建筑的相互作用及相应的演变过程。
河流动力学试卷
武汉大学水利水电学院2010-2011学年第1学期期末考试《河流动力学》试卷A卷学号姓名年级/专业分数一．简述题（共6题，满分40分）1．简要论述床沙质和冲泻质的概念及其河流动力学意义。
有人将粒径小于0.0625 mm的泥沙都视为冲泻质，对此你有何意见？[本题满分8分]2. 冲积河流中的沙波是向下游传播的。
请结合下图，运用水沙动力学基本原理予以解释。
[本题满分8分]3. 试论影响非均匀沙起动的主要物理机理 (力学效应)。
[本题满分6分]4．设某冲积河流水沙运动与河床基本处于平衡状态。
现在河道中游某处修建一水库。
试应用张瑞瑾明渠水流挟沙力概念定性地解释水库淤积与大坝下游河床冲刷的原因。
[本题满分6分]5．异重流在特定条件下可能运行很远的距离。
试结合下图论述其物理机理。
[本题满分6分]6．简要论述明渠高含沙水流沿水深的基本结构特征。
[本题满分6分]二．推导题 [本题满分10分]Consider suspended sediment transport in steady and uniform flows. The settling velocity of a single sediment particle in still water is 0W , the turbulent diffusion coefficient ofsuspended sediment 6/*h u s κε=, where κ is von Karman constant, *u is bed shear velocity,h is flow depth. Also, the volumetric concentration of suspended sediment at the height a y = above the bed is equal to a C .Derive the distribution of suspended sediment concentration along the flow depth under the following two cases.Case (a): suspended sediment concentration is sufficiently small so that its impact on theeffective settling velocity of sediment is negligible.Case (b): the effective settling velocity W of sediment can be calculated by )1(0C W W -=,where C is volumetric concentration of suspended sediment.三．名词解释[本题满分18分, 每题3分]1、河流的自动调整作用2、河床演变3、潮区界4、河道整治5、造床流量6、水库淤积的上延现象四、简答题 [本题满分18分, 每题6分]1、影响河床演变的主要因素是什么？2、弯道内水流的输沙特点是什么?3、山区河流一般有哪些特点?五、论述题 [本题满分14 分]：如何利用天然河道实测资料分析研究河床演变?主考院系：水利水电学院河流工程系审核人：。
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武汉大学水利水电学院
2010-2011学年第1学期期末考试
《河流动力学》试卷A卷
学号姓名年级/专业分数
一．简述题（共6题，满分40分）
1．简要论述床沙质和冲泻质的概念及其河流动力学意义。
mm的泥沙都视为冲泻质，对此你有何意见？[本题满分8分]
床沙质：悬移质中较粗的一部分以及绝大部分推移质来自相邻的上游段及本河段的河床，是从床沙中被带起进入运动的泥沙；床沙质与河床的冲淤变化有密切的联系，所以又称“造床质”。
冲泻质：悬移质中较细的一大部分以及推移质中的极小部分是床沙中很少或几乎不存在的，它们起源于上游的流域冲蚀，是被水流长途携带输送到本河段的。
2. 冲积河流中的沙波是向下游传播的。
请结合下图，运用水沙动力学基本原理予以解释。
[本题满分8分]
沙波的迎流坡坡面的流速是沿程增加的，故在这个区域里的任何一处，来沙量将小于去沙量，因而发生冲刷；沙坡的背流坡坡面上为横轴环流所占领，泥沙基本上只进不出，因而发生淤积。
沙波迎流面冲刷，在背流面淤积的综合结果，形成整个沙坡向下游爬行的运动态势。
3. 试论影响非均匀沙起动的主要物理机理 (力学效应)。
[本题满分6分]
不同粒径的起动拖曳力是独立的，仅与粒径大小有关，粒径越大的泥沙，所需起动拖曳力越大，但同时，某些粒径较小的泥沙可以隐蔽在大粒径泥沙中，具有隐蔽效应，此时粒径越小越难起动。
所以重力作用和隐蔽作用的综合效益。
4．设某冲积河流水沙运动与河床基本处于平衡状态。
现在河道中游某处修建一水库。
试应用张瑞瑾明渠水流挟沙力概念定性地解释水库淤积与大坝下游河床冲刷的原因。
[本题满分6分]
当挟沙水流到达坝前，水深增大，比降平缓，流速降低，所以悬移质水流挟沙力减小，泥沙沉降淤积；同理，大坝下游水深小，流速增大，悬移质水流挟沙力增大，需大坝下游的床沙补充，故而造成何床冲刷。
5．异重流在特定条件下可能运行很远的距离。
试结合下图论述其物理机理。
[本题满分6分]
1）异重流的三个特性：重力作用显著降低、惯性力作用相对突出、阻力作用相对突出。
2）某些特定条件下异重流头部与床面产生特殊的交换，有利于减缓阻力，利于异重流流动；含沙量大时，异重流的重力大，有效重力加速度变大，为惯性作用下能运行很远的距离提供条件。
6．简要论述明渠高含沙水流沿水深的基本结构特征。
[本题满分6分]
二．推导题 [本题满分10分]
Consider suspended sediment transport in steady and uniform flows. The settling velocity of a single sediment particle in still water is 0W , the turbulent diffusion coefficient of
suspended sediment 6/*h u s κε=, where κ is von Karman constant, *u is bed shear velocity,
h is flow depth. Also, the volumetric concentration of suspended sediment at the height
a y = above the bed is equal to a C .
Derive the distribution of suspended sediment concentration along the flow depth under the following two cases.
Case (a): suspended sediment concentration is sufficiently small so that its impact on the
effective settling velocity of sediment is negligible.
Case (b): the effective settling velocity W of sediment can be calculated by )1(0C W W -=,
where C is volumetric concentration of suspended sediment.
三．名词解释[本题满分18分, 每题3分] 1、河流的自动调整作用
河床的冲淤变化是由于输沙平衡破坏而产生的，而河床冲淤变化又是向着恢复输沙平衡的方向发展的现象。
2、河床演变
泛指自然情况下及修建整治建筑物后河床发生的冲淤变化。
3、潮区界
潮流界以上，潮水停止倒灌，潮波继续上溯，使河水受阻壅高，但潮差急剧降低，潮差为零的地方。
4、河道整治
在总体规划的基础上，通过修建整治建筑物或采取其他整治手段（疏浚、爆破等），调整水流结构及局部河床形态，使河床向着有利的方向发展。
5、造床流量
造床作用与多年流量过程的综合造床作用相当的某一种流量。
6、水库淤积的上延现象
淤积自回水末端（通常指正常蓄水位回水末端）向上游发展的现象。
四、简答题 [本题满分18分, 每题6分]
1、影响河床演变的主要因素是什么？
影响河床演变的主要因素：进口条件、出口条件及河床周界条件。
进口条件：河段上游的来水量及其变化过程；河段上游的来沙量、来沙组成及其变化过程。
出口条件:出口处的侵蚀基点条件。
河床周界条件：地理、地质地貌条件，包括河谷比降、河谷宽度、河底河岸的土层组成等。
2、弯道内水流的输沙特点是什么?
在横向环流的作用下，表层含沙量较小的水流不断流向凹岸，冲刷河岸及河底，形成深槽；底层含沙量大的水流流向凸岸，落淤沉沙。
由于横向输沙不平衡及纵向水流的作用，造成凹岸不断崩塌，凸岸不断淤长延伸。
3、山区河流一般有哪些特点?
五、论述题 [本题满分14 分]：如何利用天然河道实测资料分析研究河床演变?
主考院系：水利水电学院河流工程系
审核人：。