自考流体力学名词解释
压强水头：其物理意义是单位重量液体具有的压强势能，简称压能
流量：点位时间通过流束某一过流断面的流体量称为该断面的流量。
水头损失：总流单位重量流体平均的机械能损失称为水头损失
孔口出流：容器壁上开孔，水经孔口流出的水力现象称为孔口出流
水力最优充满度：无压管道在满流之前（h 位置水头：某点在基准面以上的高度，可直接量测，称为位置高度或位置水头。它的物理意义是单位重量液体具有的相对于基准面的重力势能，简称位能。 断面平均流速：总流过流断面上各点的流速u是不相等的，为了简化总流的计算，设想过流断面上的速度v均匀分布，通过的流量等于实际流量，该速度v定义为该断面的平均流速，v=Q/A 沿程水头损失：犹豫沿程阻力做功而引起的水头损失称为沿程水头损失 有压管流：流体沿管流满管流动的水力现象称为有压流管 临界流：当明渠中流速等于微幅干扰波的传播速度，即v=c时，是缓流和急流两种流态的分界，这种流动状态称为临界流。 层流：当流体在流动过程中，一层套着一层呈层状流动，各层质点互不掺混，这种流态称为层流 局部水头损失：管道入口、管径突然缩小及阀门处产生局部阻力引起的水头损失称为局部水头损失。 水击：在有压管道中，由于某种原因（如阀门突然启、闭，换向阀突然变换工位，水泵机组突然停车等），使水流速度突然发生变化，同时引起压强大幅度波动的现象，称为水击或水锤。 渗流模型：渗流模型是渗流区域的边界条件保持不变，略去全部土颗粒，认为渗流区连续充满流体，而流量与实际渗流相同，压强和渗流阻力也与实际渗流相同的替代流场。 等压面：流体中压强相等的空间点构成的面（平面或者曲面）称为等压面 真空度：是指绝对压强不足当地大气压的差值，即相对压强的负值 水力半径：过流断面面积与湿周的比值，称为水力半径 收缩断面：在孔口断面流线并不平行，流束继续收缩，直至距孔径约为d/2处收缩完毕，流线趋于平行，该断面称为收缩断面。 自流井：含水层位于两个不透水层之间，顶面的压强大于大气压强，这样的含水层是承压含水层，汲取承压地下水的井，称为承压井或自流井。 连续性介质：指大小同所有流动空间相比微不足道，又含有大量分子，具有一定质量的流体微元 三元流动：以空间为标准，若各空间点上的运动参数（主要是速度）是三个空间坐标和时间变量的函数，即u=u(x,y,z,t)该流动是三元流动 当量直径：是指与非圆形管道水力半径相同的圆形管道的直径。非圆形管道的当量直径等于该管道水力半径的四倍 收缩系数：孔口断面面积和收缩断面面积的比值 渗透系数：是反映图和地下水性质综合影响渗流的系数，是分析计算渗流问题的主要参数，由于渗流系数与图的颗粒大小、形状、分布情况和地下水的物理化学性质有关，要准确定出渗透系数值相当困难，确定渗流系数的方法，大致分三类，分别为实验室测定法、现场测定法和经验方法 质量力：指作用在所取流体体积内每个质点上的力，因力的大小与流体的质量成比例，故称质量力 紊流脉动：流体质点在流动过程中不断的互相掺混，质点掺混使得空间各点的速度随试件无规则的变化，与之相关联，压强、浓度等量也随时间无规则的变化，这种现象称为紊流脉动 管嘴出流：在孔口上对接长度为3~4倍孔径的短管，水通过短管并联在出口断面满管流出的水力现象称为管嘴出流 淹没溢流：下游水位较高，顶托过堰水流，似的堰上水深由小于临界水深变为大于临界水深，水流由急流变为缓流，下游干扰波能向上游传播，此时为淹没溢流。 量纲和谐原理：量纲和谐原理是量纲分析的基础。凡正确反映客观规律的物理方程，其各项的量纲一定是一致的，这一表述称为量纲和谐原理。 压缩性：指流体受压，分子间距离减小，体积缩小的性质 瞬时流速：流体通过某一空间点的实际流速，在紊流状态下随时间脉动 水跌：是明渠水流从缓流过度到急流，水面急剧降落的急变流现象 宽顶堰：堰顶厚度较大，与堰上水头的比值超过2.5，堰顶厚对水流有显著影响，在堰坎进 口水面发生降落，堰上水流接近水平流动，至堰坎出口水面二次降落与下游水流衔接，这种堰称为宽顶堰 量纲：我们把物理量的属性（类别）称为量纲或因次。量纲和物理量的实质，不含有人为的影响。 膨胀性：指流体受热，分子间距离增大，体积膨胀的性质 粘性底层：紧靠壁面存在一个粘性剪应力起控制作用的薄层，这一薄层称为粘性底层 水跃：明渠水流从急流状态（水深小于临界水深）国度到缓流状态（水深大于临界水深）时，水面骤然跃起的急变流现象 实用堰：堰顶厚度大于薄壁堰，堰顶厚对水流有一定的影响，但堰上水面仍一次连续降落，这样的堰型称为实用堰 几何相似：指两个流动（原型和模型）流场的几何形状相似，即相应的线段长度成比列，夹角相等 断面平均流速：过流断面上割点的流速（紊流是时均流速）的断面平均值 运动相似：指两个流动相应点速度方向相同，大小成比例 恒定流：以时间为标准，若各空间点上的运动参数（速度、压强、密度等）都不随时间变化，这样的流动是恒定流 临界底坡：若正常水深正好等于该流量下的临界水深，相应的渠道底坡称为临界底坡 明渠均匀流：是流线为平行直线的明渠水流，也就是具有自由表面的等流、等速流 堰流：在缓流中，为控制水位和流量而设置的顶部溢流的障壁称为堰，水经堰顶溢流的水力现象称为堰流 动力相似：指两个流动相应点处质点受同名力作用，力的方向相似，大小成比例 第一章绪论 可压缩流体：流体密度随压强变化不能忽略的流体。 理想流体：没有粘性的流体。 牛顿流体：符合牛顿内摩擦定律的流体。 非牛顿流体：不符合牛顿内摩擦定律的流体。 表面力：作用在隔离体表面上的力，它在隔离体表面上呈连续分部。 质量力：作用于隔离体内每个液体质点上的力，其大小与液体的质量成正比，与加速度有关。易流动性：静止时不能承受切向力，运动时抵抗剪切变形的能力。 三大模型：连续介质模型、不可压缩模型、理想流体模型。 连续介质模型：认为液体中充满一定体积时不留任何空隙，其中没有真空，也没有分子间隙，认为液体是连续介质，由此抽象出来的便是连续介质模型。 不可压缩流体模型：在忽略液体或气体压缩性和热胀性时，认为其体积保持不变以简化分析，流体密度随压强变化很小，可视为常数的流体。 理想流体模型：连续介质模型和不可压缩模型的总和。 第二章水静力学 静水压力：静止液体作用在与之接触的表面上的水压力 绝对压强：以毫无一点气体存在的绝对真空为零点起算的压强。 相对压强：以同高程大气压强为零点起算的压强。 真空压强：是指绝对压强小于当地大气压时，P为负值时的状态。 位置水头：计算点在基准面以上的位置高度。 压强水头：测压管液面相对于计算点的高度。 测压管水头：测压管液面相对于基准面的高度。 静水压强的两特性： 1，压强方向与作用面内法线方向重合。 2，静止液体中任一点静水压强的大小与作用面的方向无关，即，作用于同一点各方向的静水压强相等。 等压面与质量力正交。 等压面：液体压强相等的各点组成的面。 同种，静止，连续的液体的水平面为等压面。 第三章水动力学基础 拉格朗日法：把流场中的液体看做是由无数连续质点所组成的质点系，追踪研究每一质点的运动轨迹并加以数学描述，从而求得整个液体运动规律的方法，称拉格朗日法。 欧拉法：直接从流场中每一固定空间点的流速分布入手，建立速度、加速度等运动要素的数学表达式，来获得整个流场的运动特性。 恒定流：流场各空间点上一切运动要素均不随时间变化的流动。 流线：表示某一瞬时流体各质点运动趋势的曲线，曲线上任一点的切线方向与该点的流速方向重合。（对欧拉法的描绘） 迹线：某一质点在某一时段内的运动轨迹。（对拉格朗日法的描绘） 流管：在垂直于流动方向的平面上，过流场中任意封闭的微小曲线上的点作流线所形成的管状面称为流管。 过流断面：流束上与流线正交的横断面称为过流断面。 元流：元流指过流断面无限小时流管及内部的流体。 总流：总流是过流断面为有限大小的流管及内部的流体。 一元流：运动要素是一个空间坐标的函数的流动。 D D y S x e P gh2 gh1 h2 h1 b L y C C D D y x P hc 第一章 绪论 单位质量力： m F f B m = 密度值： 3 m kg 1000=水ρ， 3 m kg 13600=水银ρ， 3 m kg 29.1=空气ρ 牛顿内摩擦定律：剪切力： dy du μ τ=， 内摩擦力：dy du A T μ= 动力粘度： ρυ μ= 完全气体状态方程：RT P =ρ 压缩系数： dp d 1dp dV 1ρρκ= -=V （N m 2 ） 膨胀系数：T T V V V d d 1d d 1ρρα - == (1/C ?或1/K) 第二章 流体静力学+ 流体平衡微分方程： 01;01;01=??-=??-=??- z p z y p Y x p X ρρρ 液体平衡全微分方程：)(zdz ydy xdx dp ++=ρ 液体静力学基本方程：C =+ +=g p z gh p p 0ρρ或 绝对压强、相对压强与真空度：a abs P P P +=；v a abs P P P P -=-= 压强单位换算：水银柱水柱mm 73610/9800012 ===m m N at 2/101325 1m N atm = 注： h g P P →→ρ ； P N at →→2m /98000乘以 2/98000m N P a = 平面上的静水总压力：（1）图算法 Sb P = 作用点e h y D +=α sin 1 ) () 2(32121h h h h L e ++= ρ 若01 =h ，则压强为三角形分布，3 2L e y D == ρ 注：①图算法适合于矩形平面；②计算静水压力首先绘制压强分布图， α 且用相对压强绘制。 （2）解析法 A gh A p P c c ρ== 作用点A y I y y C xc C D + = 矩形12 3 bL I xc = 圆形 64 4 d I xc π= 曲面上的静水总压力： x c x c x A gh A p P ρ==；gV P z ρ= 总压力z x P P P += 与水平面的夹角 x z P P arct an =θ 潜体和浮体的总压力： 0=x P 排浮gV F P z ρ== 第三章 流体动力学基础 质点加速度的表达式??? ? ? ? ??? ??+??+??+??=??+??+??+??=??+??+??+??=z u u y u u x u u t u a z u u y u u x u u t u a z u u y u u x u u t u a z z z y z x z z y z y y y x y y x z x y x x x x A Q V Q Q Q Q Q G A = === ? 断面平均流速重量流量质量流量体积流量g udA m ρρ 流体的运动微分方程： t z t y t x d du z p z d du y p Y d du x p X = ??-=??-=??- ρρρ1;1;1 不可压缩流体的连续性微分方程 ： 0z u y u x u z y x =??+??+?? 恒定元流的连续性方程： dQ A A ==2211d u d u 恒定总流的连续性方程：Q A A ==2211νν 无粘性流体元流伯努利方程：g 2u g p z g 2u g p z 2 2 222 111++=++ρρ 粘性流体元流伯努利方程： w 2 2222111'h g 2u g p z g 2u g p z +++=++ρρ 全国2008年1月高等教育自学考试 流体力学试题 课程代码：03347 一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分） 1．气体与液体的粘度随着温度的升高分别( ) A ．减小、减小 B ．增大、减小 C ．减小、增大 D ．增大、增大 2．MN 曲面上的压力体图为( ) 3．皮托管可以用作测量流体的( ) A ．点流速 B ．断面平均流速 C ．压强 D ．流量 4．已知输油管直径d=250mm ，长度l =8000m ，油的密度 =850kg/m 3，运动粘度v=0.2cm 2/s ，若保持层流流态，此时过流断面上轴线处的流速为( ) A ．73.6cm/s B ．36.8cm/s C. 18.4cm/s D ．9.2cm/s 5．如图所示的并联管路，已知两支路的比阻之比a 1／a 2 =1，管长之比l 1／l 2 =2，则两支管的流量之比Q 1／Q 2为( ) A ．2 B ．2 C ．2 2 D ．21 6．有一混凝土衬砌的矩形渠道，已知底宽b=2m ，水深h=lm ，粗糙系数n=0.01，底坡i=0.001，则断面平均流速v 为( ) A ．4.47m ／s B ．3.98m ／s C ．3.16m ／s D ．1.99m ／s 7．若明渠水流为缓流时，则( ) A ．h>h c B.dh de <0 C ．F r >1 D ．i 的单宽流量为( ) A ．2.19m 3／s B ．2.61m 3／s C ．3.10m 3／s D ．4.38m 3／s 9．地下水渐变渗流，过流断面上各点的渗透速度按( ) A ．线性分布 B ．抛物线分布 C ．均匀分布 D ．对数曲线分布 10．在进行水力模型实验时，要实现有压管流的动力相似，一般应选( ) A ．弗劳德准则 B ．雷诺准则 C ．欧拉准则 D ．马赫准则 二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分） 11．静止流体能承受的表面力为__________。 l2．均匀流是指流线是____________的流动。 13．当流动处于紊流光滑区时，其沿程水头损失h f 与流速v 的_______次方成正比。 14．一管路长l =100m ，水头损失h f =0.8m ，管道d=200mm ，发生均匀流管路的单位面积上边壁摩擦阻力为________Pa 。 l5．管道内水流速度突然变化的因素(如阀门突然关闭)是引发水击的条件，水本身具有_________则是发生水击的内在原因。 16．计算孔口与管嘴出流的损失时，通常只考虑_________损失。 17．欲使水力最优梯形断面渠道的水深和底宽相等，则渠道的边坡系数m 应为_________。 18．当堰顶厚度与堰上水头的比值介于2.5与10之间时，这种堰称为___________。 19．达西装置中的圆筒直径为20cm ，土层厚度为40cm(即两测压管间距为40cm)，两测压管的水头差为20cm ，土样的渗透系数k 为0.0l06cm ／s ，则测得通过的流量Q 为____________ ml ／min 。 20．已知明渠水流模型实验的长度比尺l λ=4，若原型和模型采用同一种流体，则其流量比尺Q λ为 ____________。 三、名词解释题（本大题共5小题，每小题3分，共15分） 21．测压管水头 22．水力坡度 23．紊流 24．长管 25．断面单位能量 四、简答题（本大题共3小题，每小题5分，共15分） 26．一个水深1.5m 、水平截面积为3m×3m 的水箱，箱底接一直径d=200mm ，长为2m 的竖直管，在水箱进水量等于出水量情况下作恒定出流，不计水头损失。试求点3的压强。 流体力学概念总结 1.连续介质模型：在流体力学的研究中，将实际由分子组成的结构用流体微元代替。流体 微元有足够数量的分子，连续充满它所占据的空间，这就是连续介质模型。 2.质量力：处于某种力场中的流体，所有质点均受有与质量成正比的力，这个力称为质量 力。 3.表面力：指作用在所研究流体外表面上与表面积大小成正比的力。 4.流体的相对密度：某均质流体的质量与4℃同体积纯水的质量的比称为该流体的相对密 度。 5.体胀系数：当压强不变而流体温度变化1K时，其体积的相对变化率，以α表示。 6.压缩率：当流体保持温度不变，所受压强改变时，其体积的相对变化率。 7.粘性：当流体在外力作用下，流体微元间出现相对运动时，随之产生阻碍流体层间相对 运动的内摩擦力，流体产生内摩擦力的这种性质称为粘性。 8.动力粘度：单位速度梯度时内摩擦力的大小μ=τ∕(dv∕dh) 9.运动粘度：动力粘度和流体密度的比值。υ=μ／ρ 10.恩氏粘度：被测液体与水粘度的比较值。 11.理想流体：一种假想的没有粘性的流体。 12.牛顿流体：在流体力学的研究中，凡切应力与速度梯度成线性关系，即服从牛顿内摩擦 定律的流体，称为牛顿流体。 13.表面张力：引起液体自由表面欲成球形的收缩趋势的力称为表面张力。 14.静压强：当流体处于绝对静止或相对静止状态时，流体中的压强称为流体静压强。 15.有势质量力：质量力所做的功只与起点和终点的位置有关，这样的质量力称为有势质量 力。 16.力的势函数：某函数对相应坐标的偏导数，等于单位质量力在相应坐标轴上的投影，该 函数称为力的势函数。 17.等压面：在充满平衡流体的空间，连接压强相等的各点所组成的面称等压面。 18.压力体：由所研究的曲面，通过曲面周界所作的垂直柱面和流体的自由表面（或其延伸 面）所围成的封闭体积叫做压力体。 19.实压力体：当所讨论的流体作用面为压力体的内表面时，称该压力体为实压力体。 20.虚压力体：当所讨论的流体作用面为压力体的外表面时，称该压力体为虚压力体。 21.浮力：液体对潜入其中的物体的作用力称为浮力。 22.时变加速度（当地加速度）：位于所观察空间的流体质点的速度随时间的变化率。 23.位变加速度（迁移加速度）：流体质点所在空间位置的变化所引起的速度变化率。 24.全加速度（质点导数或随体导数）：时变加速度与位变加速度的和称为全加速度。 25.恒定流动（定常流动）：流场中每一空间点上的运动参数不随时间变化，这样的流动称 为恒定流动。 26.非恒定流动（非定常流动）：流场中运动参数不但随位置改变而改变，而且也随时间变 化，这种流动称为非恒定流动。 27.迹线：流体质点的运动的轨迹称为迹线。 28.流线：某瞬时在流场中作一条空间曲线，该瞬时位于曲线上各点的流体质点的速度在该 点与曲线相切。 29.流管：在流场中任取一封闭曲线l(非流线)，过曲线上各点作流线，所有这些流线构成一 管状曲面，称为流管。 30.流束：若在流场中取一非流面的曲面S，则过曲面上各点所作流线的总合，称为流束。 31.总流：在实际工程中，把管内流动和渠道中的流动看成是总的流束，它由无限多微小流 1流体中稳定流动和均匀流动的区别 （1）①根据当地加速度是否为0，即流体运动要素是否随时间变化，流体分为 稳定流动和不稳定流动。 ②根据迁移加速度是否为0，即流体运动要素是否随空间参数变化，流体 分为均匀流和非均匀流。（非均匀流又分为缓变流和急变流） （2）稳定流动是流场中流体质点通过空间点时所有的运动要素都不随时间改变 的流动。 （3）均匀流动是指流场中同一直线上的各流体质点的运动要素沿程不变（不随 空间参数变化）的流动。 （4）稳定流的流线可以为曲线。均匀流的流线不能为曲线，只能是一元流动。 2迹线方程最后是写成多个还是整合成一个？ 答：如果迹线方程可以合并为一个，尽量合并为一个，并且尽量消掉参数t 。如果不能合并，就不用合并。理论上说都是可以的，但是从考试的答案来说，基本上都是合并的。 流体力学基本公式 1.牛顿内摩擦定律 （1）表达式： dy du μτ±=。 （2）内摩擦定律与三个因素相关，粘性切应力与流体粘度和速度梯度有关，与 压力的大小关系不大。 （3）适用条件：牛顿流体的层流运动。 2.欧拉平衡微分方程 （1）01=??-x p X ρ，01=??-y p Y ρ，01=??-z p Z ρ （2）适用于绝对静止状态和相对静止状态，可压缩流体和不可压缩流体。 3.静力学基本方程式 （1） g p z g p z ρρ2 211+=+ （2）适用条件：重力作用下、静止的、连通的、均质流体。 （3）几何意义：静止流体中，各点的测压管水头为常数。 （4）物理意义：静止流体中，各点的总比能为常数。 4.连续性方程 （1）适用于系统的质量守恒定律在控制体上的应用。 （2）三种形式：一般形式，恒定流，不可压缩流。 ①一般形式：0)()()(=??+??+??+??z u y u x u t z y x ρρρρ ②恒定流：0)()()(=??+??+??z u y u x u z y x ρρρ ③不可压缩流体：0=??+??+??z u y u x u z y x 5.欧拉运动方程 （1） dt du z p Z dt du y p Y dt du x p X z y x =??-=??-=??-ρρρ1,1,1 （2）适用条件：所有理想流体。 6．理想流体的伯努利方程 （1）2211221222p u p u z z g g g g ρρ++=++ （2）适用条件：理想流体；不可压缩流体；质量力只有重力；沿稳定流的流线 或微小流束。 （3）几何意义：沿流线总水头为常数。 （4）物理意义：沿流线总比能为常数。 7.实际流体总流的伯努利方程 （1）221112221222w p v p v z z h g g g g ααρρ++=+++ （2）适用条件：实际流体稳定流；不可压缩流体；质量力只有重力；所取断面 为缓变流断面。 （3）动能修正系数α：总流有效断面上的实际动能与按平均流速算出的假想动 能的比值。1α>，由断面上的速度分布不均匀引起，不均匀性越大，α越大。 8.动量方程 （1）() 21=Q F v v ρ-∑ 全国2010年10月自学考试流体力学试题 课程代码：03347 一、单项选择题(本大题共10小题，每小题2分，共20分) 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1．流体在静止时() A．既可以承受压力，也可以承受剪切力 B．既不能承受压力，也不能承受剪切力 C．不能承受压力，可以承受剪切力 D．可以承受压力，不能承受剪切力 2．如图所示，密闭容器上装有U型水银测压计。在同一水平面上1、2、3点上的压强关系为() A．p1=p2=p3 B．p1＜p2＜p3 C．p1＞p2＞p3 D．p1＞p2=p3 3．恒定流一定是() A．当地加速度为零B．迁移加速度为零 C．向心加速度为零D．质点加速度为零 4．在总流伯努利方程中，压强P是渐变流过流断面上的() A．某点压强B．平均压强 C．最大压强D．最小压强 5．圆管均匀流过流断面上切应力符合() A．均匀分布 B．抛物线分布 C．管轴处为零、管壁处最大的线性分布 D．管壁处为零、管轴处最大的线性分布 6．如图所示，安装高度不同、其他条件完全相同的三根长管道的流量关系为() =Q2=Q3 A．Q B．Q l＜Q2＜Q3 C ．Q l ＞Q 2＞Q 3 D ．Q l ＜Q 2=Q 3 7．有压管流中，阀门瞬时完全关闭，最大水击压强?p 的计算公式为( ) A ．g cv B ．z gT l v 02 C ．z T T cv 0ρ D ．0cv ρ 8．只适用于明渠均匀流流动状态的判别标准是( ) A ．微波波速 B ．临界底坡 C ．弗劳德数 D ．临界水深 9．矩形修圆进口宽顶堰在 >H p 3.0的条件下，其流量系数( ) A ．m ＜0.32 B ．m=0.32 C ．m=0.36 D ．m ＞0.36 10．用裘皮依公式分析普通完全井浸润线方程时的变量是( ) A ．含水层厚度 B ．浸润面高度 C ．井的半径 D ．渗透系数 二、填空题(本大题共10小题，每小题2分，共20分) 请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。 11．动力粘度μ与运动粘度v 的关系为μ=__________。 12．水的体积模量(体积弹性模量)K =2.1×109N/m 2，压强增加196kPa 后，8m 3水的体积减小 量为__________m 3． 13．液体静力学基本方程z + g p ρ=C 的物理意义是静止液体中各点单位重量液体具有的__________相等。 14．在紊流光滑区，25.0Re 3164 .0=λ，则沿程水头损失h f 与流速v 的__________次方成正比。 15．绕流阻力包括摩擦阻力和__________阻力。 16．孔口外接短管，成为管嘴出流，增加了阻力，但流量不减，反而增加，这是由于_______ 的作用。 17．共轭水深中跃前水深和跃后水深具有相同的__________。 18．宽顶堰发生侧收缩时，局部水头损失增加，__________降低。 19．渗透系数的确定方法有实验室测定法、__________和经验方法三种。 20．采用国际单位制进行量纲分析时，对于不可压缩流体，三个基本量纲分别是__________。 三、名词解释题（本大题共5小题，每小题3分，共15分） 流体力学名词解释 1. 流动性：流体在静止时不能承受剪切力，或者说任何微小的剪切力作用，都使流体流动，只要剪切力存在，流动就持续进行。 2. 连续介质假设：把流体当做是由密集质点构成的、内部无空隙的连续体来研究。 3. 质点：指大小同所有流动空间相比微不足道，又含有大量分子，具有一定质量的流体微元。 4. 质量力：作用在所取流体体积内每个质点上的力，力的大小与流体的质量成比例。 5. 压缩性：流体受压，分子间距离减小，体积缩小的性质。 6. 膨胀性：流体受热，分子间距离增大，体积膨胀的性质。 7. 等压面：流体中压强相等的空间点构成的面（平面或曲面）。 8. 绝对压强：以没有气体分子存在的完全真空为基准起算的压强。 9. 相对压强：以当地大气压为基准起算的压强。 10. 真空度:指绝对压强不足当地大气压的差值，即相对压强的负值。 11. 真空高度：当测点的绝对压强小于当地大气压，即处于真空状态时，hv=Pv/ ρg也是可以直接量测的高度。 12. 位置水头：z为某点在基准面以上的高度，可直接测量，称为位置高度或位置水头。它的物理意义是单位重量液体具有的相对于基准面的重力势能，简称位能。 13. 压强水头：hp=p/ρg称为测压管高度或压强水头，物理意义是单位重量液体具有的压强势能，称为压能。 14. 测压管水头：z+ p/ρg称为测压管水头，是单位重量液体具有的总势能，物理意义是静止液体中各点单位重量液体具有的总势能相等。 15. 潜体：全部浸入液体中的物体。 16. 浮体：部分浸入液体中的物体。 17. 阿基米德原理：液体作用于潜体或浮体上的总压力，只有铅垂向上的浮力，大小等于所排开的液体重量，作用线通过潜体的几何中心。 ●连续介质模型：在流体力学的研究中，将实际由分子组成的结构用流体微元 代替。流体微元有足够数量的分子，连续充满它所占据的空间，这就是连续介质模型。 ●质量力：处于某种力场中的流体，所有质点均受有与质量成正比的力，这个 力称为质量力。 ●表面力：指作用在所研究流体外表面上与表面积大小成正比的力。 ●流体的相对密度：某均质流体的质量与4℃同体积纯水的质量的比称为该流 体的相对密度。 ●压缩率：当流体保持温度不变，所受压强改变时，其体积的相对变化率。●粘性：当流体在外力作用下，流体微元间出现相对运动时，随之产生阻碍流 体层间相对运动的内摩擦力，流体产生内摩擦力的这种性质称为粘性。 ●动力粘度：单位速度梯度时内摩擦力的大小μ=τ∕(dv∕dh) ●运动粘度：动力粘度和流体密度的比值。υ=μ／ρ ●理想流体：一种假想的没有粘性的流体。 ●牛顿流体：在流体力学的研究中，凡切应力与速度梯度成线性关系，即服从 牛顿内摩擦定律的流体，称为牛顿流体。 ●表面张力：引起液体自由表面欲成球形的收缩趋势的力称为表面张力。 ●静压强：当流体处于绝对静止或相对静止状态时，流体中的压强称为流体静 压强。 ●绝对压强：以绝对真空为零点开始计量的压强。 ●质量流量：单位时间内流过总流过流断面的流体质量。 ●体积流量：单位时间内流过总流过流断面的流体体积。 ●压缩性：在一定的温度下，流体的体积随压强升高而缩小的性质。 ●计示压强：以大气压为零时计量的压强。 ●真空度：流体的绝对压强小于大气压而形成真空的程度。 ●有势质量力：质量力所做的功只与起点和终点的位置有关，这样的质量力称 为有势质量力。 ●力的势函数：某函数对相应坐标的偏导数，等于单位质量力在相应坐标轴上 的投影，该函数称为力的势函数。 ●等压面：在充满平衡流体的空间，连接压强相等的各点所组成的面称等压面。 ●静水奇象：总压力的大小与容器的形状和容器内所盛液体的多少无关，仅取 决于底面积和淹深。 ●淹深：流体中某点在自由面下的垂直深度。 ●压力体：由所研究的曲面，通过曲面周界所作的垂直柱面和流体的自由表面 （或其延伸面）所围成的封闭体积叫做压力体。 ●实压力体：当所讨论的流体作用面为压力体的内表面时，称该压力体为实压 力体。 ●虚压力体：当所讨论的流体作用面为压力体的外表面时，称该压力体为虚压 力体。 ●浮力：液体对潜入其中的物体的作用力称为浮力。 第一章 一、名词解释 1.理想流体：没有粘性的流体 2.惯性：是物体所具有的反抗改变原有运动状态的物理性质。 3.牛顿内摩擦力定律：流体内摩擦力T 的大小与液体性质有关，并与流速梯度和接触面A 成正比而与接触面上的压力无关。 4.膨胀性：在压力不变条件下，流体温度升高时，其体积增大的性质。 5.收缩性：在温度不变条件下，流体在压强作用下，体积缩小的性质。 6.牛顿流体：遵循牛顿粘性定律得流体。 二、填空题 1.流体的动力粘性系数，将随流体的（温度）改变而变化，但随流体的（压力）变化则不大。 2.动力粘度μ的国际单位是（s p a ?或帕·秒）物理单位是（达因·秒/厘米2或2 /cm s dyn ?）。 3.运动粘度的国际单位是（米2/秒、s m /2 ），物理单位是（沱 ）。 4.流体就是各个（质点）之间具有很大的（流动性）的连续介质。 5.理想流体是一种设想的没有（粘性）的流体，在流动时各层之间没有相互作用的（切应力）， 即没有（摩擦力） 三、单选题 1. 不考虑流体粘性的流体称（ ）流体。 A A 理想 B 牛顿 C 非牛顿 D 实际 2．温度升高时，空气的粘性（ ） B A ．变小 B ．变大 C ．不变 D ．不能确定 3．运动粘度的单位是（ ） B A ．s/m 2 B ．m 2/s C ．N ?m 2/s D ．N ?s/m 2 4．与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是（ ） C A ．切应力与速度 B ．切应力与剪切变形 C ．切应力与剪切变形速度 D ．切应力与压强 5．200℃体积为2.5m 3的水，当温度升至800℃时，其体积变化率为（ ） C 200℃时：1ρ=998.23kg/m 3; 800℃时: 2ρ=971.83kg/m 3 A ．2.16% B ．1.28% C ．2.64% D ．3.08% 6．温度升高时，水的粘性（ ）。 A A ．变小 B ．变大 C ．不变 D ．不能确定 2．[动力]粘度μ与运动粘度υ的关系为（ ）。 B A ．υμρ= B ．μυρ= C ．ρυμ = D ．μυ=P 流体力学名词解释 27237 ●连续介质模型：在流体力学的研究中，将实际由分子组成的结构用流体微 元代替。流体微元有足够数量的分子，连续充满它所占据的空间，这就是连续介质模型。 ●质量力：处于某种力场中的流体，所有质点均受有与质量成正比的力，这 个力称为质量力。 ●表面力：指作用在所研究流体外表面上与表面积大小成正比的力。 ●流体的相对密度：某均质流体的质量与4℃同体积纯水的质量的比称为该流 体的相对密度。 ●压缩率：当流体保持温度不变，所受压强改变时，其体积的相对变化率。 ●粘性：当流体在外力作用下，流体微元间出现相对运动时，随之产生阻碍 流体层间相对运动的内摩擦力，流体产生内摩擦力的这种性质称为粘性。 ●动力粘度：单位速度梯度时内摩擦力的大小μ=τ∕(dv∕dh) ●运动粘度：动力粘度和流体密度的比值。υ=μ／ρ ●理想流体：一种假想的没有粘性的流体。 ●牛顿流体：在流体力学的研究中，凡切应力与速度梯度成线性关系，即服 从牛顿内摩擦定律的流体，称为牛顿流体。 ●表面张力：引起液体自由表面欲成球形的收缩趋势的力称为表面张力。 ●静压强：当流体处于绝对静止或相对静止状态时，流体中的压强称为流体 静压强。 ●绝对压强：以绝对真空为零点开始计量的压强。 ●质量流量：单位时间内流过总流过流断面的流体质量。 ●体积流量：单位时间内流过总流过流断面的流体体积。 ●压缩性：在一定的温度下，流体的体积随压强升高而缩小的性质。 ●计示压强：以大气压为零时计量的压强。 ●真空度：流体的绝对压强小于大气压而形成真空的程度。 ●有势质量力：质量力所做的功只与起点和终点的位置有关，这样的质量力 称为有势质量力。 ●力的势函数：某函数对相应坐标的偏导数，等于单位质量力在相应坐标轴 上的投影，该函数称为力的势函数。 ●等压面：在充满平衡流体的空间，连接压强相等的各点所组成的面称等压 面。 ●静水奇象：总压力的大小与容器的形状和容器内所盛液体的多少无关，仅 取决于底面积和淹深。 ●淹深：流体中某点在自由面下的垂直深度。 ●压力体：由所研究的曲面，通过曲面周界所作的垂直柱面和流体的自由表 面（或其延伸面）所围成的封闭体积叫做压力体。 ●实压力体：当所讨论的流体作用面为压力体的内表面时，称该压力体为实 压力体。 ●虚压力体：当所讨论的流体作用面为压力体的外表面时，称该压力体为虚 压力体。 ●浮力：液体对潜入其中的物体的作用力称为浮力。 ●时变加速度（当地加速度）：位于所观察空间的流体质点的速度随时间的 变化率。 第1章 流体力学的基本概念 流体力学是研究流体的运动规律及其与物体相互作用的机理的一门专门学科。本章叙述在以后章节中经常用到的一些基础知识，对于其它基础内容在本科的流体力学或水力学中已作介绍，这里不再叙述。 连续介质与流体物理量 连续介质 流体和任何物质一样，都是由分子组成的，分子与分子之间是不连续而有空隙的。例如，常温下每立方厘米水中约含有3×1022 个水分子，相邻分子间距离约为3×10－8 厘米。因而，从微观结构上说，流体是有空隙的、不连续的介质。 但是，详细研究分子的微观运动不是流体力学的任务，我们所关心的不是个别分子的微观运动，而是大量分子“集体”所显示的特性，也就是所谓的宏观特性或宏观量，这是因为分子间的孔隙与实际所研究的流体尺度相比是极其微小的。因此，可以设想把所讨论的流体分割成为无数无限小的基元个体，相当于微小的分子集团，称之为流体的“质点”。从而认为，流体就是由这样的一个紧挨着一个的连续的质点所组成的，没有任何空隙的连续体，即所谓的“连续介质”。同时认为，流体的物理力学性质，例如密度、速度、压强和能量等，具有随同位置而连续变化的特性，即视为空间坐标和时间的连续函数。因此，不再从那些永远运动的分子出发，而是在宏观上从质点出发来研究流体的运动规律，从而可以利用连续函数的分析方法。长期的实践和科学实验证明，利用连续介质假定所得出的有关流体运动规律的基本理论与客观实际是符合的。 所谓流体质点，是指微小体积内所有流体分子的总体，而该微小体积是几何尺寸很小（但远大于分子平均自由行程）但包含足够多分子的特征体积，其宏观特性就是大量分子的统计平均特性，且具有确定性。 流体物理量 根据流体连续介质模型，任一时刻流体所在空间的每一点都为相应的流体质点所占据。流体的物理量是指反映流体宏观特性的物理量，如密度、速度、压强、温度和能量等。对于流体物理量，如流体质点的密度，可以地定义为微小特征体积内大量数目分子的统计质量除以该特征体积所得的平均值，即 V M V V ??=?→?'lim ρ （1-1） 式中，M ?表示体积V ?中所含流体的质量。 按数学的定义，空间一点的流体密度为 V M V ??=→?0 lim ρ （1-2） 1 做试题,没答案?上自考365,网校名师为你详细解答! 全国2007年1月高等教育自学考试 流体力学试题 课程代码：03347 一、单项选择题(本大题共10小题，每小题2分，共20分) 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1．无粘性流体是（ C ） A ．符合 p =RT 的流体 B ．ρ=0的流体 C.μ=0的流体 D ．实际工程中常见的流体 2．水流由水箱流经管径d 1=200mm ，d 2=100mm 的管路后流入大气中，已知出口处v 2=lm/s ，则d 1管段的断面平均流速v 1为（ A ） A. 0.25m/s B. 0.5m/s C. 1m/s D. 2m/s 3．某变径管的雷诺数之比Re 1∶Re 2=1∶4，则其管径之比d 1∶d 2，为（ D ） A ．1∶4 B ．1∶2 C ．2∶1 D ．4∶1 4．如图所示密闭水箱，压力表读数为9800N ／m 2，表中心至水箱底的高度h =0.5m ， 液面距箱底H =2m ，则液面相对压强为（ B ） A ．-9800N ／m 2 B ．-4900N ／m 2 C ．4900N ／m 2 D ．9800N ／m 2 5．对于水箱水位恒定为4.9m 的薄壁小孔口(孔径为10mm)自由出流，流经孔口的 流量为（ A ） A ．0.48L/s B ．0.63L/s C ．1.05L/s D ．1.40L/s 6．压力表测得城市给水干管(长管，比阻a=1.07s 2／m 6)某处的水压P =9.8N ／cm 2，从此处引出一根水平输出管，如要保证通过的流量Q=l00L ／s ，该水压能将水流输送至（ D ） A ．9.8m B ．93.5m C ．915.9m D ．934.6m 7．实用堰溢流堰顶厚度δ与堰上水头H 符合的条件是（ B ） 3347流体力学全国自考 第一章绪论 1、液体和气体统称流体，流体的基本特性是具有流动性。流动性是区别固体和流体的力学特性。 2、连续介质假设：把流体当作是由密集质点构成的、内部无空隙的连续踢来研究。 3、流体力学的研究方法：理论、数值和实验。 4、表面力：通过直接接触，作用在所取流体表面上的力。 5、质量力：作用在所取流体体积内每个质点上的力，因力的大小与流体的质量成比例，故称质量力。重力是最常见的质量力。 6、与流体运动有关的主要物理性质：惯性、粘性和压缩性。 7、惯性：物体保持原有运动状态的性质；改变物体的运功状态，都必须客服惯性的作用。 8、粘性：流体在运动过程中出现阻力，产生机械能损失的根源。粘性是流体的内摩擦特性。粘性又可定义为阻抗剪切变形速度的特性。 9、动力粘度：是流体粘性大小的度量，其值越大，流体越粘，流动性越差。 10、液体的粘度随温度的升高而减小，气体的粘度随温度的升高而增大。 11、压缩性：流体受压，分子间距离减小，体积缩小的性质。 12、膨胀性：流体受热，分子间距离增大，体积膨胀的性质。 13、不可压缩流体：流体的每个质点在运动过程中，密度不变化的流体。 14、气体的粘度不受压强影响，液体的粘度受压强影响也很小。 第二章流体静力学 1、精致流体中的应力具有一下两个特性： 应力的方向沿作用面的内法线方向。 静压强的大小与作用面方位无关。 2、等压面：流体中压强相等的空间点构成的面；等压面与质量力正交。 3、绝对压强是以没有气体分子存在的完全真空为基准起算的压强、 4、相对压强是以当地大气压强为基准起算的压强。 5、真空度：若绝对压强小于当地大气压，相对压强便是负值，有才呢个·又称负压，这种状态用真空度来度量。 6、工业用的各种压力表，因测量元件处于大气压作用之下，测得的压强是改点的绝对压强超过当地大气压的值，乃是相对压强。因此，先跪压强又称为表压强或计示压强。 7、z+p/ρg=C: z为某点在基准面以上的高度,可以直接测量,称为位置高度或位置水头.。 p/ρg=h p，称为测压管高度或压强水头,其物理意义是单位重量的液体具有的压强势能,简称压能。 z+p/ρg称为测压管水头，是单位重量液体具有的总势能，其物理意义是静止液体中各点单位重量液体具有的总势能相等。 第三章流体动力学基础 1、描述流体运动的两种方法：拉格朗日法和欧拉法。 2、拉格朗日法：从整个流体运动是无数个质点运动的综合出发，以个别质点为观察对象来描述，再讲每个质点的运动情况汇总起来，就描述了流体的整个流动。 3、欧拉法：以流体运动的空间点作为观察对象，观察不同时刻各空间点上流体质点的运动，再将每个时刻的情况汇总起来，就描述了整个运动。 1.1、雷诺数2、流线3、压力体4、牛顿流体5、欧拉法6、拉格朗日法 2.7、湿周8、恒定流动9、附面层10、卡门涡街11、自由紊流射流 3.12、流场13、无旋流动14、水力粗糙15、有旋流动16、自由射流 4.17、马赫数18、音速19、稳定流动20、不可压缩流体21、驻点22、自动模型区 流体力学概念总结 5.连续介质模型：在流体力学的研究中，将实际由分子组成的结构用流体微元代替。流体 微元有足够数量的分子，连续充满它所占据的空间，这就是连续介质模型。 6.质量力：处于某种力场中的流体，所有质点均受有与质量成正比的力，这个力称为质量 力。 7.表面力：指作用在所研究流体外表面上与表面积大小成正比的力。 8.流体的相对密度：某均质流体的质量与4℃同体积纯水的质量的比称为该流体的相对密 度。 9.体胀系数：当压强不变而流体温度变化1K时，其体积的相对变化率，以α表示。 10.压缩率：当流体保持温度不变，所受压强改变时，其体积的相对变化率。 11.粘性：当流体在外力作用下，流体微元间出现相对运动时，随之产生阻碍流体层间相对 运动的内摩擦力，流体产生内摩擦力的这种性质称为粘性。 12.动力粘度：单位速度梯度时内摩擦力的大小μ=τ∕(dv∕dh) 13.运动粘度：动力粘度和流体密度的比值。υ=μ／ρ 14.恩氏粘度：被测液体与水粘度的比较值。 15.理想流体：一种假想的没有粘性的流体。 16.牛顿流体：在流体力学的研究中，凡切应力与速度梯度成线性关系，即服从牛顿内摩擦 定律的流体，称为牛顿流体。 17.表面张力：引起液体自由表面欲成球形的收缩趋势的力称为表面张力。 18.静压强：当流体处于绝对静止或相对静止状态时，流体中的压强称为流体静压强。 19.有势质量力：质量力所做的功只与起点和终点的位置有关，这样的质量力称为有势质量 力。 20.力的势函数：某函数对相应坐标的偏导数，等于单位质量力在相应坐标轴上的投影，该 函数称为力的势函数。 21.等压面：在充满平衡流体的空间，连接压强相等的各点所组成的面称等压面。 22.压力体：由所研究的曲面，通过曲面周界所作的垂直柱面和流体的自由表面（或其延伸 面）所围成的封闭体积叫做压力体。 23.实压力体：当所讨论的流体作用面为压力体的内表面时，称该压力体为实压力体。 24.虚压力体：当所讨论的流体作用面为压力体的外表面时，称该压力体为虚压力体。 25.浮力：液体对潜入其中的物体的作用力称为浮力。 26.时变加速度（当地加速度）：位于所观察空间的流体质点的速度随时间的变化率。 27.位变加速度（迁移加速度）：流体质点所在空间位置的变化所引起的速度变化率。 28.全加速度（质点导数或随体导数）：时变加速度与位变加速度的和称为全加速度。 29.恒定流动（定常流动）：流场中每一空间点上的运动参数不随时间变化，这样的流动称 为恒定流动。 30.非恒定流动（非定常流动）：流场中运动参数不但随位置改变而改变，而且也随时间变 化，这种流动称为非恒定流动。 31.迹线：流体质点的运动的轨迹称为迹线。 32.流线：某瞬时在流场中作一条空间曲线，该瞬时位于曲线上各点的流体质点的速度在该 点与曲线相切。 工程流体力学公式总结 第二章流体得主要物理性质 ?流体得可压缩性计算、牛顿内摩擦定律得计算、粘度得三种表示方法。１.密度ρ= m／V 2.重度γ= G /V 3．流体得密度与重度有以下得关系:γ= ρg或ρ= γ/ g ４.密度得倒数称为比体积,以υ表示υ= １/ ρ= V/m 5.流体得相对密度:d = γ流/γ水= ρ流/ρ水 6．热膨胀性 ７.压缩性、体积压缩率κ 8．体积模量 ９.流体层接触面上得内摩擦力 10．单位面积上得内摩擦力(切应力)(牛顿内摩擦定律) 1１.、动力粘度μ： 12.运动粘度ν:ν=μ/ρ 1３．恩氏粘度°E:°E = t 1 /t 2 第三章流体静力学 ?重点：流体静压强特性、欧拉平衡微分方程式、等压面方程及其、流体静力学基本方程意义及其计算、压强关系换算、相对静止状态流体得压强计算、流体静压力得计算（压力体)。 1.常见得质量力: 重力ΔW = Δmg、 直线运动惯性力ΔFI ＝Δm·ａ 离心惯性力ΔＦR ＝Δm·rω２、 ２.质量力为F。:F= ｍ·aｍ= m(ｆｘi+f yj＋ｆzk) am ＝F/m = f xi＋f yj＋fｚk为单位质量力,在数值上就等于加速度 实例:重力场中得流体只受到地球引力得作用，取z轴铅垂向上,xoy为水平面，则单位质量力在x、y、z轴上得分量为 fｘ= ０,ｆy＝0 , fz=-mg/ｍ= －ｇ式中负号表示重力加速度g与坐标轴z方向相反 ３流体静压强不就是矢量,而就是标量,仅就是坐标得连续函数。即:p=p(x,y,z),由此得静压强得全微分为： 4.欧拉平衡微分方程式 单位质量流体得力平衡方程为: 1 全国2018年10月高等教育自学考试 流体力学试题 课程代码：03347 一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分） 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1.水的密度为1000kg/m 3，运动粘度为1×10-6m 2/s ，其动力粘度为（ ） A.1×10-9Pa ·s B.1×10-6Pa ·s C.1×10-3Pa ·s D.1×10-1Pa ·s 2.如图所示一静止容器内盛两种不相混合液体（密度分别为ρ1，ρ2，并且ρ1<ρ2），容器两侧安装有两个测压管，容器和测压管液面高度分别为▽1、▽2、▽3，三个高度的关系为 （ ） A.▽1=▽2=▽3 B.▽1>▽2>▽3 C.▽1=▽2>▽3 D.▽1=▽2<▽3 3下列各组压强值中，完全等值的是（ ） A.5mH 2O ，0.5atm ，49kPa B.5mH 2O ，0.5at ，49kPa C.5mH 2O ，0.5at ，50kPa D.5mH 2O ，0.5atm ，50kPa 4.不可压缩流体恒定总流的连续性方程是（ ） A.u 1dA 1=u 2dA 2 B.v 1A 1=v 2A 2 C.ρ1u 1dA 1=ρ2u 2dA 2 D.ρ1 v 1A 1=ρ1v 2A 2 5.管道断面突然扩大的局部水头损失等于（ ） A.g v v 2)(2 21- B.g v v 22221+ 2 C.g v v 2)(2 21+ D. g v v 22221- 6.在相同作用水头下，圆柱形外管嘴的过流能力是相同直径孔口过流能力的（ ） A.0.81倍 B.0.95倍 C.1.00倍 D.1.32倍 7.某输水管道，流速v=1.2m/s ，阀门突然关闭引起直接水击，若水击波速c=1100m/s ，其直接水击压强为（ ） A.1.00×106Pa B.1.22×106Pa C. 1.32×106P a D.1.42×106Pa 8.微幅干扰水面波在急流和缓流中（ ） A.均能向上游传播 B.均不能向上游传播 C.缓流中能向上游传播，急流中能向下游传播 D.急流中能向上游传播，缓流中能向下游传播 9.在宽顶堰非淹没溢流时，水流进入堰口水面降落，在距堰口不远处的水深（ ） A.小于临界水深 B.等于临界水深 C.大于临界水深 D.等于正常水深 10.角速度ω，长度l ，重力加速度g 的无量纲组合是（ ） A.g l ω B.gl ω C.gl 2 ω D.g l 2ω 二、填空题（本大题共10小题，每小题1分，共10分） 请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。 11.越易于压缩的流体，它的压缩系数值越___________。 12.作用在曲面上的静水总压力铅垂分力的大小等于___________中的液体重量。 13.任意空间点上的运动参数都不随时间变化的流动称为___________。 14.渐变流流线的特征为___________。 15.渠道中的水深h 与临界水深h c 相比较，可以判别明渠水流的流动状态，当h流体力学名词解释,绝对的精华
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