中国石油大学工程流体力学教案
-- -- 中国石油大学工程流体力学教案 绪 论 主要内容： 流体力学概述 工程流体力学概述 本学期学习任务 几点要求
一、流体力学概述 1、流体力学：研究流体的运动和平衡的规律以及流体和固体之间相互作用的一门科学。 2、流体力学的应用 （1） 航空航天领域——空气动力学、稀薄空气动力学 飞机、火箭、人造地球卫星、宇宙探测器、航天飞机等航空器都是在大气层内活动的飞行器。
例： 飞机为什么能飞？——各种飞机都是靠空气动力克服自身重力实现升空的。 飞机在空中飞行，必然有外力作用。在水平飞行中，飞机上主要作用着4种力，它们是升力（Y）、阻力（X）、推力（P）和重力（G）。飞机的受力直接影响飞机的运动状态，它们相互平衡时，飞机便作水平匀速直线飞行。
尽管有各个部件的配合，但是最主要的是飞机有一对采用特殊剖面形状的机翼。翼剖面又称翼型。大家知道，机翼外形都是采用称流线形设计。根据流体的连续性和伯努利定理可知，相对远前方的空气来说，流经上翼面的气流受挤，流速加快，压力减小，甚至形成吸力（负压力）；而流过下翼面的气流流速减慢。于是上下翼面就形成了压力差。这个压力差就是空气动力。按力的分解法则，将其沿飞行方向分解成向上的升力和向后的阻力。阻力由发动机提供的推力克服，升力正好可克服自身的重力，将飞机托向空中。这就是飞机会飞的奥秘。
（2） 船舶工业 很显然，船舶工业更是离不开流体力学。船舶、舰艇的外形直接影响到他们的航行速度、稳定性等特性，在设计时必须考虑在流体力学上如何使船体线型达到最佳。
例： -- -- 潜艇 现代潜艇按艇体线型的形状可分为三种，即常规型、水滴型和过渡型。常规型适宜于水面航行，但对提高水下航速是不利的。水滴型水下阻力小，有利于提高水下航速，但水滴型潜艇的水面航行性能较差，艇首容易上浪，而且易出现埋首现象。过渡型潜艇是把常规型的直首和水滴型的尖尾相结合的一种潜艇线型，这种潜艇的水面航行性能优于水滴型，而水下航行性能优于常规型潜艇。
船吸现象 1912年秋天，"奥林匹克"号正在大海上航行，在距离这艘当时世界上最大远洋轮 的100米处，有一艘比它小得多的铁甲巡洋舰"豪克"号正在向前疾驶，两艘船似乎在比赛，彼此靠得较拢，平行着驶向前方。忽然，正在疾驶中的"豪克"号好像被大船吸引似 地，一点也不服从舵手的操纵，竟一头向"奥林匹克"号闯去。最后，"豪克"号的船头撞 在"奥林匹克"号的船舷上，撞出个大洞，酿成一件重大海难事故。 根据流体力学的伯努利原理，流体的压强与它的流速有关，流速越大，压强越小；反之亦然。用这个原理来审视这次事故，就不难找出事故的原因了。原来，当两艘船平行着向前航行时，在两艘船中间的水比外侧的水流得快，中间水对两船内侧的压强，也就比外侧对两船外侧的压强要小。于是，在外侧水的压力作用下，两船渐渐靠近，最后相撞。又由于"豪克"号较小，在同样大小压力的作用下，它向两船中间靠拢时速度要快得多，因此，造成了"豪克"号撞击"奥林匹克"号的事故。现在航海上把这种现象称为"船吸现象"。 鉴于这类海难事故不断发生，而且轮船和军舰越造越大，一旦发生撞船事故，它们的危害性也越大，因此，世界海事组织对这种情况下航海规则都作了严格的规定，它们包括两船同向行驶时，彼此必须保持多大的间隔，在通过狭窄地段时，小船与大船彼此应作怎样的规避，等等。
（3） 水利工程等关系到国计民生的大工程—理论计算、设计、勘察 例： 三峡工程：五级连续船闸——U形管原理（连通器） --
-- ① 当轮船从上游驶进船闸的时侯，上游阀门A打开，水通过底下的阀门从上游流进闸室，根据连通器原理，闸室内水位升高，直至与上游水位相平。
② 这时打开上游闸门C，轮船就可以驶入闸室了。 ③ 关上上游闸门C和阀门A，再打开下游阀门B，闸室内的水就通过阀门B流向下游。 ④ 当闸室内的水位降到与下游水位相平的时侯就不再下降了，这时打开下游闸门D，轮船就可以从闸室驶向下游。
西气东输： 西气东输输气管线西起新疆塔里木轮南油田，经甘肃、宁夏、陕西、山西、河南、安徽、江苏，最后抵达上海。沿途将穿越戈壁沙漠、黄土高原，以及吕梁山、太行山、太岳山，并跨越黄河、长江、淮河等江河，全长4000多公里。预计工程总投资1500亿元，输量最终达到200亿立方米／年。 2000年3月西气东输工程项目正式启动，今年7月4日全线开工建设，2005年将全线贯通投产。 西气东输工程的目标市场是长江三角洲地区的上海市、江苏省、浙江省以及沿线的河南省、安徽省等。
2004年元旦正式对上海供气。 西气东输要解决的关键问题是：管网设计、防腐、安全、环保等，与流体力学紧密相关。
南水北调： 南水北调总体规划推荐东线、中线和西线三条调水线路。通过三条调水线路与长江、黄河、淮河和海河四大江河的联系，构成以“四横三纵”为主体的总体布局。
南水北调需要穿越隧道、黄河、倒吸虹、暗渠、桥等，输水河道、泵站枢纽的设计、工程布置等都要用到流体力学的知识。
（4） 石油工业 钻井工程：洗井液、钻头水力学、泵、射流及喷射钻井、钻井浮船及平台设计等。 采油工程：油气渗透，抽油机，注水驱油，振荡解堵，原油集输，油、水、气分离，清洗炮眼等。 储运工程：管道及泵功率的设计、船舶运输等。 -- -- 炼油工程：设备流程设计，设备清洗。 （5）医疗：高压水射流手术刀，人工心脏。现在血液在人体内的流动也是研究的一个热点。 （6）其它：食品加工，飞机制造，跑道清洗，除尘，水力工程等。 （7）身边典型实例：石大太阳广场喷水池 管路的设计，喷水高度，泵的功率、扬程选择，喷嘴尺寸等都是一系列的流体力学问题。
3、流体力学的发展简况——四个阶段 （1）第一阶段——经验阶段： 十七世纪前，主要是人们在与大自然斗争中的经验总结。例如，我国秦代李冰父子设计建造的四川都江堰工程，隋代大运河，水车，汉代张衡发明的水力浑天仪，古代铜壶滴漏计时等。
（2）第二阶段——理论阶段： 十七世纪～十九世纪一些水力原理论著出现，标志着流体力学的发展进入了理论阶段。 • 1643：托里拆利提出孔口泄流定理 • 1650：巴斯加提出压强传递定律 • 1686：牛顿提出液流内摩擦定理 • 1700—1783：D.Bernoulli定理 • 1717—1783：d’Alembert达朗贝尔——连续性方程 • 1707—1783：Euler理想流体运动方程 • 1785—1863：Navier粘性流体运动方程 • 1819—1903：Stokes也导出粘性流体运动方程 • 1820—1872：兰金（Rankine）发展了源汇理论 • 1821—1894：Helmholtz提出速度势，建立了旋涡运动和间断运动理论 • 1824—1887：客希霍夫继续研究间断运动及阻力 • 1842—1912：O.Reynolds层、紊流 • 1847—1921：茹可夫斯基研究机翼获得成功 • 1868—1945：兰彻斯特（Lanchester）研究了升力原因的环量概念 • 1875—1953：Prandtl在1904年提出边界层理论，从而使粘性流体和无粘性流体的概念协调起来
（3）第三阶段 20世纪初至中叶，流体力学理论、实验全面展开，航空航天迅速发展，湍流，稳定性等。 -- -- （4）第四阶段——多学科互相渗透。 工业流体力学，实验流体力学，地球流体力学，非牛顿流体力学，多相流体力学，生物流体力学，物理—化学流体力学，渗流力学等，都已形成相对独立的学科。
4、流体力学的分类 流体力学是一门基础性很强和应用性很广的学科，它的研究对象随着生产的需要与科学的发展在不断的更新、深化和扩大。 从学科上看属于这一范畴的有理论流体力学、工程流体力学、水力学。 理论流体力学：侧重于用数学分析方法进行理论探讨 工程流体力学：从实用角度，对工程中涉及的问题建立相应的理论基础，并进行计算。 水力学：侧重于用物理分析和实验方法进行实用计算
二、工程流体力学概述
1、特点：以物理为基础、以力学为依据、以数学为工具 2、研究方法 （1）实验模拟： 在流体力学的发展过程中，实验方法是最先使用的的一种，其他两种方法出现一已做出过巨大贡献，即使到现在，若不使用这种方法，航空，航天事业和大型水利枢纽等复杂系统的顺利实现，将仍然是不可能的。 利用相似原理，在风洞，水洞，水池，激波管进行模型试验，采用光、电手段，清晰显示流动图象，精确测量流场中的诸物理量与物体受力特性．这是实验流体力学的任务。 主要步骤： ① 所给定的问题，选择适当的无量纲相似参数，并确定其大小范围； ② 据①准备试验条件，其中包括模型的设计制造与设备仪器的选择使用等； ③ 订实验方案并进行试验； ④ 理和分析实验结果，并与其他方法或著者所得的结果进行比较等。 优点：能直接解决生产中的复杂问题，能发现流动中的新现象；它的结果，可以作为检验其他方法是否正确的依据。 缺点：对不同情况，需作不同的实验，即所得结果的普适性较差。
（2）理论分析 继实验方法之后出现的是分析方法。
石大远程奥鹏-工程流体力学(含模拟实验)-第二次在线作业-参考答案
B、必须是均流断面
C、之间可以有急变流
D、之间必须是缓变流
我的答案：C此题得分：2.5分
5.（2.5分）在安排水池中的船舶阻力试验时，首先考虑要满足的相似准则是________。
A、雷诺数Re
B、弗鲁德数Fr
C、斯特罗哈数St
D、欧拉数Eu
我的答案：B此题得分：2.5分
6.（2.5分）从力学的角度分析，一般流体和固体的区别在于流体________。
中国石油大学（北京）
石大远程
工程流体力学（含模拟实验）-第二次在线作业
参考答案
试读一页
工程流体力学（含模拟实验）-第二次在线作业
1.（2.5分）流体的压缩性不能用_____直接描述。
A、体积压缩系数
B、弹性模量
C、声速
D、密度。
我的答案：D此题得分：2.5分
2.（2.5分）按定义，牛顿粘性定律
A、只适用于牛顿流体。
A、理想流体
B、粘性流体
C、可压缩流体
D、不可压缩流体
我的答案：D此题得分：2.5分
9.（2.5分）在安排管道阀门阻力试验时，首先考虑要满足的相似准则是________。
A、雷诺数Re
B、弗鲁德数Fr
C、斯特罗哈数St
D、欧拉数Eu
我的答案：A此题得分：2.5分
10.（2.5分）欧拉数Eu代表的是之比。
B、只适用于部分牛顿流体。
C、也适用于非牛顿流体。
D、适用于所有流体。
我的答案：A此题得分：2.5分
3.（2.5分）单位时间内，控制体内由于密度变化引起的质量增量等于从控制面。
A、流入的质量
B、流出的质量
C、流入与流出质量之和
期末复习题答案——工程流体力学
中国石油大学（北京）远程教育学院工程流体力学复习题答案一判断题（1）当温度升高时液体的动力粘度系数μ一般会升高。
×（2）连续性假设使流体的研究摆脱了复杂的分子运动，而着眼于宏观机械运动。
√（3）对于静止流体来说，其静压力一定沿着作用面内法线方向。
√（4）N-S方程适于描述所有粘性流体的运动规律。
×（5）欧拉法是以研究个别流体质点的运动为基础，通过对各个流体质点运动的研究来获得整个流体的运动规律。
×（6）流线和迹线一定重合。
×（7）通常采用雷诺数作为判断流态的依据。
√（8）欧拉数的物理意义为粘性力与惯性力的比值×（9）在牛顿粘性流体的流动中p x+p y+p z=3p√（10）长管指的是管线的距离较长×（11）流体和固体的显著区别在于当它受到切力作用时，就要发生连续不断的变形即流动。
√（12）压力体中必须充满液体。
×（13）流体总是从高处流向低处。
×（14）不可压缩流体的平面流动一定具有流函数。
√（15）正确的物理公式一定符合量纲合谐性（齐次性）原理的√（16）理想流体即使在运动中其所受的剪切应力也为0√（17）串联管路各管段的流量相等√（18）理想不可压均质量重力流体作定常或非定常流动时，沿流线总机械能守恒。
×（19）从层流过渡到湍流和从湍流过渡到层流的临界雷诺数是相同的×（20）尼古拉兹曲线是利用人工粗糙管得到的实验数据绘制的√（20）发生水击现象的物理原因主要是由于液体具有惯性和压缩性√（21）并联管路各管段的水头损失不相等×二单选题（1）动力粘度系数的单位是 AA：Pa.s B：m2/s C：s/m2（2）静止流体的点压强值与 B 无关A：位置B：方向C：流体的密度（3）在缓变流的同一有效截面中，流体的压强分布满足 AA．CZgp=+ρB．P＝CC．C2gvgp2=+ρD．C2gvZgp2=++ρ（4）串联管路AB有3段组成，设水头损失hf1>hf2>hf3，摩阻系数相等，管线长度也相等，中间无流体引入引出，则三段管线的流量之间的关系是 BA：Q1<Q2<Q3B：Q1=Q2=Q3C：Q1>Q2>Q3（5）动量方程不可以适用于 CA：粘性流体的的流动B：非稳定流动C：以上两种说法都不对（6）N-S方程不可以适用于 DA：不可压缩粘性流体的流动B：不可压缩理想流体的非稳定流动C：不可压缩理想流体的稳定流动D：非牛顿流体的运动（7）下列说法中正确的是 BA：液体不能承受压力B：理想流体所受的切应力一定为0C：粘性流体所受的切应力一定为0（8）己知某管路截面为正方形，边长为12cm，其水力半径为 CA：12cm B：6cm C：3cm（9）其它条件(流体和管材，管径和管壁厚度等)均相同的情况下，当管路中液体流速增加，则水击压力会 AA：增加B：减小C：不变（10）单位时间内，控制体内由于密度变化引起的质量增量等于从控制面 D 。
2014西安石油大学专业课资料系列
西安石油大学石油工程学院油气井工程801石油工程综合一(钻井占60%，开发占20%，油藏占20%) (3)油气田开发工程802石油工程综合二(钻井占30%，开发占35%，油藏占35%) (4)油气储运工程803工程流体力学 (5)石油与天然气工程(专业学位)803工程流体力学 (5)油气资源学院矿物学、岩石学、矿床学601地质学综合(内容包括：地球科学概论45分、沉积岩石学60分、构造地质学45分) 6804石油与天然气地质学 (15)矿产普查与勘探805石油地质学综合(内容包括：石油与天然气地质学60分、沉积岩石学45分、构造地质学45分) (7)地球探测与信息技术(三选一)806地震勘探原理 (15)807地球物理测井 (15)808应用地球物理学原理 (15)地质工程805石油地质学综合(内容包括：石油与天然气地质学60分、沉积岩石学45分、构造地质学45分) (7)精密仪器及机械（三选一）809电子技术综合(含模拟、数字) (8)810信号与系统 (9)811单片机原理 (15)测试计量技术及仪器809电子技术综合(含模拟、数字) (8)810信号与系统 (9)811单片机原理 (15)信号与信息处理（二选一）809电子技术综合(含模拟、数字) (8)810信号与系统 (9)电力电子与电力传动（三选一）809电子技术综合(含模拟、数字) (8)812自动控制原理 (10)813电力电子技术 (11)检测技术与自动化装置（三选一）809电子技术综合(含模拟、数字) (8)812自动控制原理 (10)813电力电子技术 (11)机械工程学院机械制造及其自动化（四选一）814机械制造工艺学 (15)815材料力学 (15)816机械设计基础 (12)817理论力学 (15)机械电子工程（五选一）803工程流体力学 (5)815材料力学 (15)816机械设计基础 (12)817理论力学 (15)812自动控制原理 (10)机械设计及理论（五选一）803工程流体力学 (5)815材料力学 (15)816机械设计基础 (12)817理论力学 (15)812自动控制原理 (10)车辆工程（五选一）803工程流体力学 (5)815材料力学 (15)816机械设计基础 (12)817理论力学 (15)812自动控制原理 (10)流体机械及工程（五选一）803工程流体力学 (5)815材料力学 (15)816机械设计基础 (12)817理论力学 (15)812自动控制原理 (10)化工过程机械（五选一）803工程流体力学 (5)815材料力学 (15)816机械设计基础 (12)817理论力学 (15)812自动控制原理 (10)机械工程（专业学位）815材料力学 (15)动力工程(专业学位)（四选一）803工程流体力学 (5)815材料力学 (15)816机械设计基础 (12)817理论力学 (15)材料科学与工程学院材料学（五选一）815材料力学 (15)818金属学与热处理 (15)828焊接冶金学 (15)820金属防腐 (15)821材料科学基础 (15)材料工程(专业学位)821材料科学基础 (15)计算机学院计算机软件与理论408计算机学科专业基础综合(全国联考) 15 计算机应用技术408计算机学科专业基础综合(全国联考) 15 计算机技术（专业学位）822计算机组成原理 (15)化学化工学院化学工艺823化工原理 (15)应用化学824有机化学 (15)化学工程(专业学位)823化工原理 (15)理学院物理电子学（二选一）809电子技术综合(含模拟、数字) (8)825大学物理 (15)经济管理学院产业经济学826经济学(含微观经济学与宏观经济学) 13 管理科学与工程827管理学综合一(含管理学和运筹学) .. 15 会计学828会计学综合(含管理学和会计学) (15)企业管理828会计学综合(含管理学和会计学)(04企业财务管理方向考本科目) (14)829管理学综合二(含管理学和技术经济学)(01、02、03、05其他方向考本科目) 15 技术经济及管理829管理学综合二(含管理学和技术经济学) (15)项目管理(专业学位)829管理学综合二(含管理学和技术经济学) (15)人文学院马克思主义基本原理602马克思主义史 (15)830马克思主义原著选读 (15)801-1、801 石油工程综合2010-2011年考研真题801-2、801 采油工程讲义801-3、801 采油工程课件801-4、801 采油工程2008期末考试试卷及答案801-5、801 采油工程分章节习题801-6、801 采油工程习题801-7、801 油藏原理和方法讲义801-8、801 油藏原理和方法期末题801-9、801 油藏原理和方法习题801-10、801 油藏原理和方法大纲及知识点801-11、801 钻井工程理论与技术大纲及知识点801-12、801 钻井工程理论与技术复习题801-13、801 钻井工程理论与技术教案及重难点801-14、801 钻井工程理论与技术期末试卷及答案801-15、801 钻井工程理论与技术习题参考书：1、陈庭根等，《钻井工程理论与技术》,石油大学出版社,2005年；2、张琪，《采油工程原理与设计》,石油大学出版社,2005年；3、姜汉桥等，《油藏工程原理与方法》,中国石油大学出版社,2006年赠送资料: 1、择校手册一本（含2009-2011年陕西地区15所院校内部报考录取比信息）2、考研指导手册（实用版，指导考生择校、报考、初试、复试、调剂等所有技巧）3、全国名校石油工程综合真题集锦。
工程流体力学 教学课件 ppt 作者 周乃君 流体力学第八章粘性流体运动方程及其基本解
i , j x, y , z
u i 1 u i u j 1 u i u j S ij ij x j 2 x j xi 2 x j xi
Sij即为变形率张量（ εij，应变率张量），γij称为旋转张量。
u z ( x x, y y, z z, t ) u z ( x, y, z , t )
u z u u x z y z z x y z u z ( x, y, z, t ) ( x y y x) xz x yz y zz z
中南大学能源科学与工程学院
10
xx xy xz 定义流体微团的变形率矩阵 yx yy yz zx zy zz
该矩阵是个对称矩阵，每个分量的大小与坐标系的选择 有关，但有三个量是与坐标系选择无关的不变量。它们 I1 xx yy zz 是：
中南大学能源科学与工程学院
7
对于y,z方向的速度分量，也可得到
u y ( x x, y y, z z , t ) u y ( x, y, z , t ) u y x y z u y ( x, y, z, t ) ( z x x z ) xy x yy y zy z x u y y u y z
yx yy yz zy zz zx xy yx xz zx yz zy
中南大学能源科学与工程学院
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（1）在理想流体中，不存在切应力，三个法向应力相 等，等于该点压强的负值。即
xx yy zz p
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以x方向速度分量为例，由泰勒级数展开，有
工程流体力学课后习题答案
流体及其主要物理性质7 相对密度0.89的石油，温度20ºC 时的运动粘度为40cSt ，求动力粘度为多少？解：89.0==水ρρdν＝40cSt ＝0.4St ＝0.4×10-4m 2/sμ＝νρ＝0.4×10-4×890＝3.56×10-2Pa ·s8 图示一平板在油面上作水平运动，已知运动速度u=1m/s ，板与固定边界的距离δ=1，油的动力粘度μ＝1.147Pa ·s ，由平板所带动的油层的运动速度呈直线分布，求作用在平板单位面积上的粘性阻力为多少？解：233/10147.11011147.1m N dy du ⨯=⨯⨯==-μτ9 如图所示活塞油缸，其直径D ＝12cm ，活塞直径d ＝11.96cm ，活塞长度L ＝14cm ，油的μ＝0.65P ，当活塞移动速度为0.5m/s 时，试求拉回活塞所需的力F=？解：A ＝πdL , μ＝0.65P ＝0.065 Pa ·s , Δu ＝0.5m/s , Δy=(D-d)/2()N dy du AF 55.821096.11125.010141096.1114.3065.0222=⨯-⨯⨯⨯⨯⨯⨯==---μ流体静力学6油罐内装相对密度0.70的汽油，为测定油面高度，利用连通器原理，把U 形管内装上相对密度为1.26的甘油，一端接通油罐顶部空间，一端接压气管。
同时，压气管的另一支引入油罐底以上0.40m 处，压气后，当液面有气逸出时，根据U 形管内油面高差h ＝0.70m 来推算油罐内的油深H 为多少？解：p －γ甘油Δh ＝p －γ汽油（H-0.4）H ＝γ甘油Δh/γ汽油+0.4=1.26×0.7/0.70+0.4=1.66m7为测定油品重度，用如下装置，经过1管或2管输入气体，直至罐内油面出现气泡为止。
用U 形管水银压力计分别量出1管通气时的Δh 1，及2管通气时的Δh 2。
中国石油大学工程流体力学试题集
中国石油大学工程流体力学试题集简答题1. 水击现象及产生的原因2. 雷诺数、富劳得数、欧拉数的物理意义3. 什么是流线、迹线，其主要区别4. 压力管路的主要特点5. 什么是压力体6. 流体静压力的两个重要特性7. 串联、并联管路的主要特点8. 系统、控制体（系统和控制体的异同点）9. 气体和液体粘度随温度变化有何不同10. 欧拉平衡关系式及其适用条件11. 质量力、表面力的作用面及大小12. 研究流体运动的两种方法及其它们的主要区别解答题13. 矩形闸门AB 可绕其顶端的A 轴旋转，由固定在闸门上的一个重物来保持闸门的关闭。
已知闸门宽120cm ，长90cm ，整个闸门和重物共重1000kg ，重心在G 点处，G 点与A点的水平距离为30cm ，闸 门与水平面的夹角οθ60=，求水深为多少时闸门刚好打开?14. 设流场的速度分布为2222y x 2x v ,y x 2y -4t u +=+= 试确定（1）流场的当地加速度；（2）0t ＝时，在1y 1,x =＝点上流体质点的加速度。
15. 高速水流在浅水明渠中流动，当遇到障碍物时会发生水跃现象，其水位将急剧上升（如图中(a)所示），其简化模型如图(b)所示。
设水跃前后流速在截面上分布为均匀的，压力沿水深的变化与静水相同。
如果流动是定常的，壁面上的摩阻可以不考虑。
求证：（1）⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++-=1211281121gh V h h ； （2）水跃只有在11gh V ≥时才有可能发生；（3）水跃过程中单位质量流体的机械能损失为()g h h h h 213124-。
(a) (b)16. 有一粘度为μ、密度为ρ的流体在两块平板内作充分发展的层流流动，平板宽度为h ，两块平板之间的距离为δ，在L 长度上的压降为P ∆，上下两块平板均静止。
求：（1）流体的速度分布；（2）流速等于平均流速的位置。
17. 已知0w yx x v ,y x y u 2222=+=+=，－，检查此流动是否是势流？并求该流动的势函数，流函数，迹线方程。
工程流体力学(袁恩熙)课后习题答案
工程流体力学练习题1・1解：设：柴汕的密度为P,重度为Y ： 40C 水的密度为Pib 重度为Yx 则在同一地点的 相对密度和比重为：A ZoP = d X pQ = 0,83 X 1000 = 830kg/ nP / = CX= 0,83 X1000 X 9.8 = 8134 A^/ni1・2 解：p = 1.26xlO^x 10" = 1260kg/wF厂您=1260 x 9・8 = 12348N/川△VAV]・3 解：0 =一-= -- =- —=0-01x1.96x10** =I9.6X 10^/V/ZM -3卩pVAV 1000x10"皿0厂手1・5解：1）求体积膨涨量和桶内压强 受温度增加的影响，200升汽油的体枳膨涨量为:△吟=07匕△r = 0.0006 X 200 X 20 = 2.4（/）由于容器封闭，体积不变，从而因体积膨涨量使容器内压强升高，体积压缩量等于体枳膨涨 量。
故：△吟N E 厂疵毎 x]4（X ）0x9Z0J6・27xK ）仙川体积压缩量为:2）在保证液而压强增量0J8个大气压下, V,那么：体积膨涨量为：求桶内最大能装的汽汕质量。
设装的汽汕体积为△匕=譽e +△吟r 譽4+角切 C P Q P因此，温度升高和压强升高联合作用的结果，应满足:% =%1 +角 M)-△匕=%1 + 恥4 1_ 尹2^。
.服计「97.63 ⑴14000 X 9.8x104 ) m = pV = 0,7 xlOOO X197.63 x lO" = \33.34(kg)1・6解：石油的动力粘度:28"而心=0.02沁¥ =巴=°血8=3・llxl(r'"?2/fp 1000 x0・9// = pv = 0,89 X1000 X 4 X10” = 0.0356 pu.s// I1・8 解：r = //_ = L147x —— = 11477V/nrJ 0.0011 -9 解：r = “ 一= “ 一-——=0.065 X -------------- = 162.5N / m - / -(D-d) 1(0.12-0.1196)F = ;rx 〃xExr = 3・14x0・1196x0・14xl625 = 8・54N1・7解：石汕的运动粘度:(1 + 0-0006 x 20)x 1-石油的运动粘度:石汕的动力粘度:0.52・4解：设：测压笛中空气的压强为P2,水银的密度为水的密度为在水银面建立等压而1・4在测压管与容器连接处建立等压而2・2。
中国石油大学2024年研究生自命题大纲 831 油气储运专业综合
2024年硕士研究生入学考试大纲考试科目名称：油气储运专业综合考试时间：180分钟，满分：150分（工程流体力学和传热学各75分）一、考试要求：1、要求考生掌握工程流体力学和传热学的基本概念、基本原理和基本计算分析方法，具有运用基础理论解决实际问题的能力。
2、考试时携带必要书写工具之外，须携带计算器。
二、考试内容：1、工程流体力学（1）流体及其主要物理性质a）掌握流体及连续介质的概念；b）掌握流体的密度、重度、相对密度、压缩性、膨胀性、粘性的概念，掌握流体的体积压缩系数、体积弹性系数、体积膨胀系数和牛顿内摩擦力的计算；c）掌握作用在流体上的两类力的分析。
（2）流体静力学a）掌握流体静压强的概念及其特性，掌握绝对压强、相对压强、真空压强的概念及其相关关系，掌握压强单位的换算以及等压面的概念、方程和性质；b）理解流体平衡微分方程建立的思路、过程以及方程的意义；c）掌握绝对静止与相对静止流体的等压面方程和压强分布规律的求解；d）熟练掌握静力学基本方程及其意义，掌握作用面上压强分布图的绘制，熟练掌握应用液式测压计原理计算静止流体中某点的压强或某两点的压强差；e）掌握压力中心的概念，熟练掌握静止流体中平面静水总压力的计算；f）掌握压力体的绘制，熟练掌握静止流体中曲面静水总压力的计算。
（3）流体运动学与动力学基础a）理解描述流体运动的两种方法，掌握流体运动的基本概念：全加速度、定常流与非定常流、均匀流与非均匀流、流线与迹线、有效断面、流量、断面平均流速、流束与总流；b）熟练掌握一元定常总流的连续性方程和空间运动的连续性微分方程及其应用；c）理解理想流体运动微分方程建立的思路、过程以及方程的意义，掌握理想流体沿流线的伯努利方程的几何物理意义及适用条件；d）掌握缓变流断面的特性和动能修正系数的物理意义，掌握实际流体总流伯努利方程的意义和适用条件，熟练掌握实际流体总流伯努利方程在工程中的应用计算；e）掌握泵的扬程、有效功率、轴功率和效率以及电动机的效率的概念及计算；f）熟练掌握定常总流动量方程在工程中的应用计算，以及动量方程与连续性方程、伯努利方程联合的应用计算。
中国石油大学油气储运考研
课程名称：储运专业研究生入学综合考试适用专业：油气储运专业参考书目：《工程流体力学》，石油工业出版社，2006年版，杨树人，汪志明，何光渝，崔海清《理论力学》（上册），高等教育出版社，2002（42.20），哈工大；《材料力学》，高等教育出版社，2004（47.10），刘鸿文考试内容要求一、《工程流体力学》（60分）1基本概念1.1流体的基本概念1.2牛顿内摩擦定律1.3流体的主要力学性质2流体静力学2.1静压力及其特性2.2欧拉平衡微分方程及其推导过程2.3静压力的基本方程及其应用2.4静止流体作用在平面上的总压力2.5静止流体作用在曲面上的总压力3流体动力学3.1描述流体运动的两种方法3.2迹线、流线的概念及方程3.3流体连续性方程及其推导过程3.4伯努利方程及其应用3.5动量方程及其应用4量纲分析与相似原理4.1量纲、量纲和谐原理4.2相似的基本概念4.3弗劳德数、欧拉数及雷诺数表达式及其物理意义5管内流动5.1雷诺实验5.2圆管中的层流流动5.3圆管紊流的基本特性5.4沿程阻力与局部阻力及阻力计算方法5.5管路的串并联计算5.6水击现象6理想不可压缩流体平面流动6.1无旋流动和有旋流动6.2平面势流6.3平行流绕圆柱体无环和有环流流动7气体动力学基础7.1一元稳定可压缩流动的基本方程7.2声速和马赫数7.3气流参数二、《理论力学》（静力学）（20分）1.静力学基本概念和物体受力分析1.1静力学基本概念1.2作用与反作用1.3约束与约束反力1.4分离体与受力图2.平面汇交力系2.1平面汇交力系平衡的几何条件2.2三力平衡汇交定理2.3力的分解，力在直角坐标轴上的投影，合理投影定理2.4平面汇交力系合成2.5平面汇交力系平衡方程3.力矩和力偶3.1力对点和轴的矩3.2力偶与力偶矩3.3力线平移定理4.平面一般力系4.1平面一般力系向作用面内任一点的简化4.2平面一般力系的进一步简化，合力矩定理4.3平面一般力系的平衡条件和平衡方程4.4平面平行力系的平衡条件4.5平面静定桁架的内力分析5.空间力系5.1力沿直角坐标轴上的分解5.2空间一般力系的平衡条件5.3空间平行力系的中心和物体的重心三、《材料力学》（70分）1.拉伸与压缩1.1轴力构件横截面上的内力与应力、应变1.2轴力图1.3斜截面上的应力1.4常用材料的一般力学特性1.5安全系数与许用应力，轴力构件的强度1.6拉压静不定问题2.剪切和挤压2.1剪切和挤压的实用计算2.2纯剪切，剪切虎克定律3.扭转3.1扭转内力，扭矩图3.2扭转剪应力和强度条件3.3扭转变形和刚度条件3.4简单扭转静不定问题4.弯曲内力4.1剪力图和弯矩图4.2载荷、剪力及弯矩之间的微分关系5.弯曲应力与弯曲强度5.1纯弯梁横截面上的弯曲正应力5.2常用截面惯性矩，组合截面惯性矩5.3弯曲剪应力5.4弯曲强度校核6.弯曲变形6.1挠曲线的微分方程及其积分6.2叠加法求梁的变形6.3梁的刚度校核6.4简单弯曲静不定梁7.应力状态和强度理论7.1平面应力状态分析的解析法7.2主应力及最大剪应力7.3广义虎克定律7.4常用强度理论7.5薄壁压力容器应力分析8.组合变形构件的强度8.1拉、压与弯曲的组合变形，偏心拉压8.2斜弯曲问题8.3拉、压与扭转的组合变形8.4弯曲与扭转的组合变形9.压杆稳定9.1两端铰支细长压杆的临界力，欧拉公式及其适用范围9.2其它杆端约束的临界压力9.3中小柔度杆的临界力；9.4压杆的稳定性校核及提高压杆稳定性的方法。
工程流体力学电子课件
教材及教学参考书
禹华谦主编，工程流体力学，第1版，高等教育出版社，2004 禹华谦主编，工程流体力学（水力学），第2版，西南交通大学 出版社，2007 黄儒钦主编，水力学教程，第3版，西南交通大学出版社，2006 刘鹤年主编，流体力学，第1版，中国建筑工业出版社，2001 李玉柱主编，流体力学，第1版，高等教育出版社，1998 禹华谦主编，水力学学习指导，西南交通大学出版社，1998 禹华谦编著，工程流体力学新型习题集，天津大学出版社，2006
汽车阻力来自前部还是后部？
汽车发明于19世纪末，当时人们认为汽车的阻力主要来自前部对 空气的撞击，因此早期的汽车后部是陡峭的，称为箱型车，阻力 系数CD很大，约为0.8。
汽车阻力来自前部还是后部？
实际上汽车阻力主要来自后部形成的尾流，称为形状阻力。
汽车阻力来自前部还是后部？
20世纪30年代起，人们开始运用流体力学原理改进汽车尾部形状， 出现甲壳虫型，阻力系数降至0.6。
汽车阻力来自前部还是后部？
20世纪50－60年代改进为船型，阻力系数为0.45。
汽车阻力来自前部还是后部？
80年代经过风洞实验系统研究后，又改进为鱼型，阻力系数为0.3。
以后进一步改进为楔型，阻力系数为0.2。
汽车阻力来自前部还是后部？
90年代后，科研人员研制开发的未来型汽车，阻力系数仅为0.137。
工程流体力学课件
西南交通大学国家工科力学基础课教学基地 工 程 流 体力 学 教 研 室
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☞你想知道高尔夫球飞得远应表面光滑还是粗
糙吗？ ☞你想知道汽车阻力来至前部还是尾部吗？ ☞你想知道机翼升力来至下部还是上部吗？ ☞你想知道……… ———请学习