2023年新版流体力学题库

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1、名词解释1.粘性：在外力作用下，流体微元间出现相对运动时，随之产生阻抗相对运动内摩擦力2.压缩系数：在一定温度下，密度变化率和压强变化成正比3.膨胀系数：在一定压强下，体积变化率和温度变化成正比4.表面张力：一般是指液体和气体交界面上张应力（s单位长度所受拉力（N/m) ）5.接触角：当液体和固体壁面接触时, 在液体,固体壁面作液体表面切面, 此切面和固体壁在液体内部所夹部分角度称为接触角, 当为锐角时, 液体润湿固体, 当为钝角时, 液体不润湿固体。6.时变导数：固定点物理量A随时间变化率，反应流场不定常性。7.位变导数：不一样样位置上物理量差异引起变化率，反应流场不均匀性8.流管：在液流中

2、取一封闭曲线,通过这一封闭曲线上每一点可以引出一条流线，这些流线形成一种封闭管状体，称为流管。9.总流：过流断面为有限大小流束，它由无数元流构成10.涡管：在给定瞬时，在涡量场中取一不是涡线得封闭曲线，通过曲线上每点做涡线，这些涡线形成一种管状表面，称为涡管，涡管中充斥着做旋转运动流体。11.漩涡强度：面积dA，dA上流体质点旋转角速度向量为，n为dA法线方向，微元面积上漩涡强度用dI表达，公式为：对整个表面积A积分，总漩涡强度为：12.速度环量：假定某一瞬时，流场中每一点速度是已知，AB曲线上任一点速度为V，在该曲线上取一微元段ds，V和ds之间夹角为，则称d=Vds=V cos ds为沿微

3、元线段ds上环量。简答题拉格朗日法和欧拉法辨别和联络：辨别：拉格朗日法是以研究单个流体质点运动过程作为基础,综合所有质点运动,构成整个流体运动.质点法欧拉法是以流体质点流经流场中各空间点运动即以流场作为描述对象研究流动措施.流场法 它不直接追究质点运动过程,而是以充斥运动液体质点空间流场为对象.联络：拉格朗日法和欧拉法只不过是描述流体运动两种不一样样措施，本质上是同样。对于某一流体问题，既可用拉格朗日法描述，也可以用欧拉法描述，但欧拉法应用较为广泛。动量矫正系数和动能矫正系数：动能矫正系数是过流断面流体流动真实速度所示动能和过流断面平均速度所示动能之比，用字母 表达，即这阐明用过流断面平均速度

4、计算得到动能要不不小于用过流断面真实速度计算所得到动能。是由于断面上速度分布不均匀引起，不均匀性越大， 值越大。在工程实际计算中，由于流速水头自身所占比例较小，因此一般常取动量矫正系数：由于流速在断面上呈不均匀分布，当引入断面平均流速时，肯定导致动量实际值和平均计算值间差异，为此提出动量矫正系数，是指单位时间通过断面实际动量和单位时间内以对应断面平均流速通过动量比值，在渐变流中，值为1.021.05（常采用 =1.0）。恒定和非恒定流：以时间为原则，若各空间点上流动参数（速度、压强、密度等）皆不随时间变化，这样流动是恒定流。在流体运动方程中体现为所有运动要素A所有满足当流场内液体质点通过空间点

5、运动要素不仅随空间位置而变、并且随时间而变，这种流动成为非恒定流。在流体运动方程中体现为均匀和非均匀流：假如流动过程中运动要素不随坐标位置（环节）而变化，水流流线为互相平行直线时，该水流称为均匀流。在流体运动方程中体现为均匀流特性：（1）均匀流流线互相是平行直线，其过流断面为平面，且过流断面形状和尺寸沿程不变。（2）均匀流中，同一流线上不一样样点流速应相等，从而各过流断面上流速分布相似，断面平均流速相等，即流速沿程不变。（3）均匀流过流断面上动水压强分布规律和静水压强分布规律相似，即在同一过流断面上各点测压管水头为一常数。流体流速大小及方向沿程不停变化，水流流线不是互相平行直线，该水流称为非均

6、匀流。这包括两个方面，流线虽互相平行但不是直线（如管径不变弯管中水流），或流线虽是直线但不互相平行（如管径呈缓慢均匀扩散或收缩渐变管中水流）。在流体运动方程中体现为三、画图1.压力体绘制 2.静水压强3. 等势线和等流线4. 总水头和测压管水头证明：1.任一点静压强大小和作用面方位无关、（PPT二4）2.流体平衡微分方程、（PPT二7）3.持续性方程微分形式推导、(PPT三22) ；书pg59 实质：质量守恒4.斯托克斯定理证明、（PPT三52）取一微元矩形封闭周线，各点速度大小图：5.流函数关键性质证明、(ppt63)（1）流函数等值线是流线；（2）两条流线间通过流量等于两流函数之差（3）流

7、线族和等势线族正交 （4）只有无旋流动流函数满足拉普拉斯方程6.等强源汇流（用极坐标直角坐标）（PPT三80） 模型：源流和汇流叠加（电偶极子）7.等强源流（用极坐标直角坐标）（PPT三84）模型：两个源流叠加（两个同性电荷）8.源环流螺旋流（用极坐标）并求其等势线及等流线（PPT三86）模型：源流和环流叠加（水泵蜗壳内扩压流动） 9.恒定元流伯努利方程推导物理学中动能定理指出：运动物体在某一时段内动能增量等于各外力对物体所做功之和。在理想流体恒定总流中t时刻任取一元流作为控制体，其内水流作为一种系统。通过dt时刻，该系统运移了一段距离，分析此时动能变化及外力作功。 Ek=Ek1-2Ek1-2

8、=(Ek1-2+Ek2-2)(Ek1-1+Ek1-2)由于水流是恒定流，因此1-2流段动能保持不变，即Ek=Ek2-2Ek11根据质量守恒原理流段1-1和2-2质量应相等，即 dm=u1dA1dt = u2dA2dt =dQdt 于是上式可以写为 Ek= (1) 重力做功 WGdmg(z1z2)=gdQdt(z1z2)(2) 压力做功 WP=p1dA1ds1p2dA2ds2=p1dA1u1dtp2dA2u2dt=dQdt(p1p2)根据动能定理， WG+WP=EK可得 gdQdt(z1z2)dQdt(p1p2)上式称理想流体恒定元流能量方程，即伯努利方程。计算等加速直线运动流体平衡压强计算、匀

9、速圆周运动流体平衡压强计算、分析流场运动特性、速度环量计算、流函数势函数计算、能量方程和动量方程计算、流线迹线计算、速度分析及加速度计算、静压强及压力计算1.一盛有液体容器，沿和水平面成角斜坡以等加速度a向下运动，容器内液体在图示新状态下到达平衡，液体质点间不存在相对运动，求液体压强分布规律。（2-4）2. 浇铸生铁车轮砂型，已知h=180mm，D=600mm，铁水密度=7000kg/m3，求M点压强；为使铸件密实，使砂型以n=600r/min速度旋转，则M点压强是多少？（2-4） 3.二分之一径为R圆柱形容器中盛满水，然后用螺栓连接盖板封闭，盖板中心开有一小孔，当容器以转动时，求作用于盖板上

10、螺栓拉力（2-4）4.在D=30cm，高H=50cm圆柱形容器中盛水，h=30cm，当容器绕中心轴等角速度转动时，求使水恰好上升到H 时转数。（2-4）5.一圆筒D=0.6m，h=0.8m，盛满水，现以n=60rpm转动，求筒内溢出水量。（2-4）6.封闭容器水面绝对压强p0=137.37kPa，容器左侧开22m2方形孔，覆以盖板AB，当大气压Pa=98.07kPa时，求作用于此盖板水静压力及作用点。（2-5）7.例：速度场求（1）t=2s时，在(2，4)点加速度；（2）是恒定流还是非恒定流；（3）是均匀流还是非均匀流。（3-3）8.例：速度场ux=a，uy=bt，uz=0（a、b为常数）求:

11、（1）流线方程及t=0、1、2时流线图； （2）迹线方程及t=0时过（0，0）点迹线。（3-3）9.例：已知速度ux=x+t，uy= y+t ,求：在t=0时,过（1，1）点流线和迹线方程。（3-3）10（3-4） 11. 例：已知不可压缩流场ux=2x2+y，uy=2y2+z，且在z=0处uz=0，求uz。（3-4）12.平面流场ux=ky，uy=0（k为不小于0常数），分析流场运动特性。(3-5)13：平面流场ux=ky，uy= kx （k为不小于0常数），分析流场运动特性。(3-5)14：速度场ux=ay（a为常数），uy=0，流线是平行于x轴直线，此流动是有旋流动还是无旋流动？(3-6

12、)15(3-6)16：不可压缩流体，ux=x2y2，uy= 2xy，与否满足持续性方程？与否无旋流？有无速度势函数？与否是调和函数？并写出流函数。(3-8)17例题： 理想 不可压缩平面流动流函数为 ，其中r单位为m， （单宽流量）单位m2/s，(1) 研究确定速度势函数; (2) 已知B点压强是30kPa，求A点压强 (设流体密度为1000kg/m3，xoy平面为水平面）。(4-2)19一救火水龙带，喷嘴和泵相对位置图4-8所示。泵出口A点表压力为1. 96l05Pa。泵排出管断面直径为50mm，喷嘴出口C直径为20mm，水龙带水头损失为0. 5m，喷嘴水头损失为0. 1m。试求：（1）喷嘴

13、出口流速？（2）泵排量及B点压力？(8-4)20.图所示，某矿井输水高度Hs+Hd =300m，出水管直径d=200mm，流量Q= 200m3h，总水头损失hf=0.1H，试求水泵扬程H应为多少？(8-5)21.设图4-21射流泵，其吸水管高度H=1.5m，水管直径dA=0.025m，射流泵出口直径dc =0.01m，喷嘴损失水头为0.6m，pA=3l05Pa（表压），水管供水量为Q=0.00 2m3/s，掺入液体密度为1200Kg/m3。通过计算鉴定能否将液箱里液体吸上。(8-6) 22.图，有一水平放置变直径弯曲管道，d1=500mm，d2=400mm，转角=45，断面1-1处流速v1=1.2m/s，压强p1=245kPa，求水流对弯管作用力（不计弯管能量损失）。(8-7)