工程流体力学名词解释和简答题

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1、名词解释1理想流体：实际的流体都是有粘性的，没有粘性的假想流体称为理想流体。2. 水力光滑与水力粗糙管：流体在管内作紊流流动时（1分），用符号表示管 壁绝对粗糙度，60表示粘性底层的厚度，则当5 0时，叫此时的管路为水 力光滑管；（2分）当5 0时，叫此时的管路为水力光滑管60 A 水力光滑管；8 A 水力粗糙管。5、静压强的两个特性。1. 静压强的方向是垂直受压面，并指向受压面。2.任一点静压强的大小和受 压面方向无关，或者说任一点各方向的静压强均相等。6、连续介质假设的内容。即认为真实的流体和固体可以近似看作连续的，充满全空间的介质组成，物质的宏观性质依然受牛顿力学的支配。这一假设忽略物质

2、的具体微观结构， 而用一组偏微分方程来表达宏观物理量（如质量，数度，压力等）。这些方 程包括描述介质性质的方程和基本的物理定律，如质量守恒定律，动量守恒 定律等。7、实际流体总流的伯诺利方程表达式为p a v 2p a v 2z + 1 + 1 1 二 h + 2 + 2 2 + z（1 丫 2g I 丫 2g2）,其适用条件是稳定流，不可压缩流体，作用于流体上的质量力只有重力，所取断面为缓变流动。8、因次分析方法的基本原理。就是因次和谐的原理，根据物理方程式中各个项的因次必须相同，将描述复 杂物理现象的各个物理量组合而成无因次数群n从而使变量减少。9、欧拉数的定义式及物理意义。pV2，其物理

3、意义为压力与惯性力的比。10、压力管路的定义-凡是液流充满全管在一定压差下流动的管路都称为压力管路。11、长管计算的第一类问题。已知管径，管长和地形，当一定流量的某种液体通过时，确定管路中的 压力降，或确定起点所需的压头，或计算水利坡降。12、作用水头的定义。任意断面处单位重量水的能量，等于比能除以重力加速度。含位置水头、 压力水头和速度水头。单位为 m。13、喷射泵的工作原理。 - 喷射泵主要由喷嘴、吸入室和扩散室等组成。工 作流体在压力作用下经管子进入喷嘴，并以很高的速度由喷嘴出口喷出。由 于喷出的工作流体速度极高，因此使喷嘴附近的液体（或气体）被带走。此时， 在喷嘴出口的后部吸入室便形成

4、真空，因此吸入室可从吸人管中吸进流体并 和工作流体一起混合，经扩散管进入排出管。如果工作流体不断地喷射，便 能连续不断地输送液体（或气体）。J P u u dA csxn工Fx，csyn工Fy，csp u u dA zn三个方程为动量方程的标量形式。15、等压面的特性。-作用于静止流体中任一点上的质量力必定垂直于通过 该点的等压面。16、空间连续性微分方程式及其物理意义。op a(pu ) (Pu ) a(pu ) 0- atax ay az ，其物理意义为：流体在单位时间内经过单位体积空间流出与流入的质量差与其内部质量变化的代数和为零。17、分析局部水头损失产生的原因。-(a)任何断面形状的

5、改变，都必将引起 流速的重新分布，因而附加了流体间的相对运动和流体质点的急剧变形，结 果导致质点间附加摩擦和相互撞击，使流体能量受到损失，液流中流速重新 分布。 (b) 流速的重新分布，总是伴随有流动分离和旋涡的形成，在旋涡区 由于粘性的存在，便有摩擦的能量损失，在旋涡中粘性力作功。(c)在旋涡 区中，又有质点被主流所带走，即有动量交换，因而消耗运动流体的能量， 流体质点的混掺引起的动量变化。18、雷诺数、富劳德数及欧拉数三个相似准数的定义式及物理意义。 -雷诺数：VL pVDRe =V卩惯性力与粘性力之比富劳德数Fr = V 2 :gl惯性力与重力之比欧拉数：Eu = PpV2压力与惯性力之

6、比19、流线的特性。 - (1)在定常流动时，因为流场中各流体质点的速度不随时 间变化，所以通过同一点的流线形状始终保持不变，因此流线和迹线相重合。 而在非定常流动时，一般说来流线要随时间变化，故流线和迹线不相重合。20、(2)通过某一空间点在给定瞬间只能有一条流线，一般情况流线不能相交 和分支。否则在同一空间点上流体质点将同时有几个不同的流动方向。只有 在流场中速度为零或无穷大的那些点，流线可以相交，这是因为，在这些点 上不会出现在同一点上存在不同流动方向的问题。速度为零的点称驻点，速 度为无穷大的点称为奇点。21、(3)流线不能突然折转，是一条光滑的连续曲线。22、(4)流线密集的地方，表

7、示流场中该处的流速较大，稀疏的地方，表示该处的流速较小。三、简答题。1、流体静压强的特性是什么2、尼古拉兹实验分区级意义是什么3、附面层提出的意义4、温差或浓差射流弯曲产生的原因是什么5、附面层分离的原因是什么6、运动粘滞系数 r 的物理意义是什么7、流体动力粘滞系数 u 的物理意义是什么8、元流的特性是什么9、伯努利方程z + P +工=常数中各项的物理意义r 2g10、管网水力计算遵循的原则是什么12、管嘴出流产生真空的原因和条件是什么13、自由紊流射流的运动、动力特征是什么17、简要说明管道流动局部阻力损失产生的机理。18、下式不可压缩流体 N-S 方程中，各项的物理意义是什么w 1 d

8、p/ d2uQ2ud2u、duX -+丫（ 总 + y +z） = xp dxdx2dy2dz2dt简答题答案1、流体静压强的方向是沿着作用面的内法线方向；在静止或相对静止的流 体中，任一点流体静压强的大小作用面方向无关，只与该点的位置有关。2、层流区临界过渡区紊流光滑区紊流过度区紊流粗糙区意义：比较完整地反应了沿程阻力系数的变化规律，揭示了沿程阻力系数变化的主要因素。3、在于将流场划分为两个计算方法不同的区域，即势流区和附面层。在附面层外的势流区按无旋流动理想流体能量方程或动量方程求解；在附面层内，按 粘性有旋流动流体能量方程或 N-S 方程求解6、流体运动粘滞系数 r 表征单位速度梯度作用

9、下的切应力对单位体积质量 作用产生的阻力加速度，具有运动学要素。7、流体动力粘滞系数u表征单位速度梯度作用下的切应力，反映了粘滞的 动力性质。8、元流的特性：元流的边界由流线组成；流体质点不能出入元流；元流断 面上的流速和压强是均匀分布。9、乙断面对基准面高度，水力学中称位置水头，单位位能；P :在断面压强作用下，流体沿测压管所能上升的高度，压强水头，单位r位能；U2:断面以速度u为初速度的铅直向上射流所能达到的理论的高度，流 2g速水头，单位位能。10、任一节点流入和流出的流量相等；任一闭合环路中，如规定顺时针方向流动的阻力损失为正，反之为负，则各管段阻力损失的代数和 必等于零。12、原因是

10、流体质点流动时由于有惯性，因而流线不能成折线，是光滑的 曲线，所以能够形成真空区域；条件是：管嘴长度为管径的34倍； 作用水头H0极限值为9.3m。13、在自由紊流射流的主体段，射流各断面上速度分布是相似的，轴线速 度越来越小，横截面积越来越大，质量流量也越来越大；个横截面上 的动量守恒。14、在温差射流场中，由于气流密度与周围的气体的不同，射流气体所受 的浮力与重力不相平衡，使整个射流发生向下或向上弯曲。18、X：是作用在流体微团上的单位质量力。-叟:是作用在流体微团上单位质量流体的压力。p 0XY （竺 +巴y + 竺）：是作用在流体微团上单位质量流体粘性偏 Qx2Qy2 Qz2应力的合力

11、。叫:是流体质点的加速度。dt四 简答题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q J vdAV 二耸二一断面平均流速：A Av = 1JT vdt时间平均流速： T 04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。6恒定与

12、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。五 简答题dx _ dy _ dz1.流线的微分方程为Vx（兀y，Zt） Vy（兀y，Z，t） Vz （X y，Zt）是怎么得来的答：流线是速度场的矢量线。（1 分）任一时刻t,曲线上每一点处的切向量 办=dX + dyj + dzk （1分）都与该点的速度向量vC y，z，J相切。即亦x V = 0（2分）ijkdxdydz=0则vxvyvz（1分）dxdydz根据行列式运算规则，流线微分方程为Vx （X，y，Z，t Vy （X，y，Z，t Vz

13、（X，y，Z，t（ 1 分）2当理想正压性流体在有势的质量力作用下做无旋流动和有旋流动时，分别对 应的欧拉积分和伯努力积分的结果都是v2+ 兀 + P = C2 F是不是说两种流动情况下的结论完全一样答：不一样。（ 1 分）欧拉积分的结果表明理想正压性流体在有势的质量力作用下作定常无旋流动时， 单位质量流体的总机械能在流场中保持不变。（2分） 而伯努里积分表明理想正 压性流体在有势的质量力作用下作定常有旋流动时，单位质量流体的总机械能沿 流线保持不变， （ 2分）通常沿不同流线积分常数值有所不同。 （ 1分）f4. 公式V-v = 0，适用于什么场合，有何含义答：适用于定常流动，（1 分）不可压流体。（1 分）它表明流场中三个方向的分 速度沿各自坐标轴的变化率相互约束，不能随意变化。亦可说，流体在 x,y,z 三 方向上的变形速率之和等于零。即在流动过程中不可压流体的形状虽有变化，但 流体体积保持不变。（4 分）