第一章绪论
物质的三种形态：固体、液体和气体。液体和气体统称为流体。
流体的基本特征：具有流动性。
所谓流动性，即流体在静止时不能承受剪切力，只要剪切力存在，流体就会流动。流体无论静止或流动，都不能承受拉力。
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。
质点：是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。
作用在流体上的力按其作用方式可分为：表面力和质量力。
表面力：通过直接接触，作用在所取流体表面上的力（压力、摩擦力），在某一点用应力表示。
质量力：作用于流体的每个质点上且与流体质量成正比的力（重力、惯性力、引力），用单位质量力表示
流体的主要物理性质：惯性、粘性、压缩性和膨胀性。
惯性：物体保持原有运动状态的性质，其大小用质量表示。
密度：单位体积的质量，
粘性：是流体的内摩擦特性，或者是流体阻抗剪切变形速度的特性。流体粘性大小用粘度度量，粘度包括动力粘度μ和运动粘度υ
无粘性流体：指无粘性，即μ=0的流体。
不可压缩流体：指流体的每个质点在运动全过程中，密度不变化的流体。
压缩性：流体受压，分子间距减小，体积缩小的性质。
膨胀性：流体受热，分子间距增大，体积膨胀的性质。
压缩系数：在一定的温度下，增加单位压强，液体体积的相对减小值，,体积模量
体膨胀系数：在一定的压强下，单位温升，液体体积的相对增加值，(简答)简述气体和液体粘度随压强和温度的变化趋势及不同的原因。答：气体的粘度不受压强影响，液体的粘度受压强影响也很小；液体的粘度随温度升高而减小，气体的粘度却随温度升高而增大，其原因是：分子间的引力是液体粘性的主要因素，而分子热运动引起的动量交换是气体粘性的主要因素。
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第二章流体静力学
绝对压强pabs：以没有气体分子存在的完全真空为基准起算的压强。相对压强p：以当地大气压pa为基准起算的压强，各种压力表测得的压强为相对压强，相对压强又称为表压强或计示压强。
真空度pv：绝对压强小于当地大气压的数值。
测量压强做常用的仪器有：液柱式测压计和金属测压表。
液柱式测压计包括测压管、U形管测压计、倾斜式微圧计和压差计。平面上静水总压力的计算方法有：图算法和解析法。
潜体：全部浸入液体中的物体。
浮体：部分浸入液体中的物体。
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。(简答)试述静止流体中应力的特性。
答：（1）应力的方向沿作用面的内法线方向；
（2）静压强的大小与作用面的方位无关。
流体平衡微分方程及物理意义：
物理意义：在静止流体中，各点单位质量流体所受质量力与表面力相平衡。
等压面的概念、性质及连通器内等压面的判断：
流体中压强相等的空间点构成的平面或曲面称为等压面。其性质是：等压面与质量力正交。在连通器内做水平面，若连通的一侧只有同一种液体，该平面就是等压面，否则不是等压面。
由液体静力学基本方程得到的结论（推论）：
（1）静压强的大小与液体的体积无关；
（2）两点的压强差等于两点之间单位面积垂直液柱的重量；
（3）在平衡状态下，液体内任一点压强的变化等值地传递到其他各点。
压力体的概念、界定方法和分类：积分?=
Az
V
hdAz
表示的几何体积称为
压力体。界定方法：设想取铅垂线沿曲面边缘平行移动一周，割出以自由液面或延伸面为上底、曲面本身为下底的柱体就是压力体。分类：实压力体（Pz↓）、虚压力体（Pz↑）和压力体叠加。
第三章流体动力学基础
描述流体运动的两种方法：
拉格朗日法和欧拉法。除个别质点的运动问题外，都应用欧拉法。
拉格朗日法：是以个别质点为研究对象，观察该质点在空间的运动，然后将每个质点的运动情况汇总，得到整个流体的运动。质点的运动参数是起始坐标和时间变量t的连续函数。
欧拉法：是以整个流动空间为研究对象，观察不同时刻各空间点上流体质点的运动，然后将每个时刻的情况汇总起来，描述整个运动。空间点的物理量是空间坐标）和时间变量t的连续函数。
恒定流：各空间点上的运动参数都不随时间变化的流动。
非恒定流：各空间点上的运动参数随时间变化的流动。
一（二、三）元流：流体流动时各空间点上的运动参数是一（二、三）个空间坐标和时间变量的连续函数。
均匀流：流线是平行直线的流动。
非均匀流：流线不是平行直线的流动。
流线：表示某时刻流动方向的曲线，曲线上各质点的速度矢量都与该曲线相切。迹线：流体质点在一段时间内的运动轨迹。
流管：某时刻，在流场内任意做一封闭曲线，过曲线上各点做流线，所构成的管状曲面。
流束：充满流体的流管。
过流断面：与所有流线正交的横断面。
元流：过流断面无限小的流束，断面上各点的运动参数均相同。
总流：过流断面为有限大小的流束，断面上各点的运动参数不相同。
流量：单位时间内通过某一过流断面的流体量。以体积计为体积流量，简称流量；以质量计为质量流量；以重量计为重量流量
非均匀渐变流：在非均匀流中流线近似于平行直线的流动。
水头线：总流或元流沿程能量变化的几何图示。
水力坡度：单位流程内的水头损失。
（简答）流线有哪些主要性质？流线和迹线有无重合的情况？答：流线性质：（1）在恒定流中，流线的形状和位置不随时间变化；（2）在同一时刻，一般情况下流线不能相交或转折。在恒定流中流线与迹线重合，非恒定流中一般情况下两者不重合，但当速度方向不随时间变化只是速度大小随时间变化时，两者仍重合。
试述流动分类：（1）根据运动参数是否随时间变化，分为恒定流和非恒定流；（2）根据运动参数与空间坐标的关系，分为一元流、二元流和三元流；（3）根据流线是否平行，分为均匀流和非均匀流。
不可压缩流体的连续性微分方程：不可压缩流体运动必须满足该方程。
第四章流动阻力和水头损失
流动阻力：粘性流体运动时，流体内部流层之间存在相互作用的摩擦力，在边界变化处存在集中阻力，这两类力做功使机械能减少，这两类力称为流动阻力。
沿程阻力：在边界无变化的均匀流段上产生的流动阻力。
局部阻力：在边界急剧变化处产生的流动阻力。
水头损失：单位重量流体平均的机械能损失。
沿程水头损失f h：由沿程阻力做功引起的水头损失。
局部水头损失j h：由局部阻力做功引起的水头损失。
层流：流速较小时，水一层套着一层呈层状流动，各层质点互不混掺的流态。
紊流（湍流）：流速较大时，各层质点运动轨迹极不规则，相互混掺的流态。
水力半径R：过流断面面积与湿周的比值。
紊流脉动：紊流各层质点相互掺混，无规则运动，导致其物理量也随之无规则变化的现象。
瞬时流速u：某一空间点的实际流速，在紊流流态下随时间脉动，时均流速u：某一空间点的瞬时流速在时段T内的时间平均值，
脉动流速u′：瞬时流速与时均流速的波动值。
断面平均流速ν：过流断面上各点流速的断面平均值，
粘性底层：仅靠壁面存在一个粘性剪应力起控制作用的薄层。
紊流剪应力包括：粘性剪应力和附加剪应力
紊流流速分布一般表达式：，该公式适用于除粘性底层以外的整个过流断面。
当量粗糙：是以工业管道紊流粗糙区实测的λ值代入尼古拉兹粗糙圆管公式反算得出的粗糙高度ks。
当量直径de：把水力半径相等的圆管直径定义为非圆管的当量直径边界层：考虑粘性影响的薄流层。
绕流阻力D：流体绕物体流动，平行于来流方向上的力，包括摩擦阻力和压差阻力，
造成局部水头损失的原因：主流脱离边壁，漩涡区的形成。
边界层的特征：边界层内流速梯度很大，考虑粘性影响；以外流速梯度约为0，相当于无粘性流体的运动。
第五章孔口、管嘴出流和有压管流
孔口出流：在容器壁上开孔，水经孔口流出的水力现象。其水头损失只考虑局部水头损失j h。
薄壁孔口：孔口出流时，水流与孔壁仅在一条周线上接触，壁厚对水流无影响的孔口。
自由出流：水由孔口流入大气的水力现象。
淹没出流：水由孔口直接流入另一部分水体的水力现象。
管嘴出流：在孔口上对接3-4倍孔径的短管，水通过短管并在出口断面满管流动的水力现象。
有压管流：流体沿管道满管流动的水力现象。
短管：沿程水头损失和局部水头损失所占比重相当，两者都不能忽略的管道。
长管：以沿程水头损失为主，局部水头损失和流速水头所占比例很小，可以忽略或按沿程水头损失的某一百分比估算的管道。
简单管道：沿程直径和流量都不变化的管道。
串联管道：由直径不同的管段顺序连接起来的管道。
并联管道：在两节点之间并联两根或两根以上的管道。
水击（水锤）：在有压管道中，由于某种原因，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。
直接水击：阀门关闭时间小于一个相长，最早发出的水击波的反射波回到阀门之前，阀门已全关闭，此时阀门处的水击压强与瞬时关闭相同。
间接水击：阀门关闭时间大于一个相长），最早发出的水击波的反射波回到阀门之时，阀门还未完全关闭，此时阀门处正负水击波相叠加，使阀门处的水击压强小于直接水击压强。
（简答）孔口、管嘴出流和有压管流各自的水力特点是：（1）孔口、管嘴出流只有局部水头损失，不计沿程水头损失，j w h
h ；（2）短管的局部水头损失和沿程水头损失都要计入，；（3）长管的局部水头损失和流速水头的总和同沿程水头损失相比很小，按沿程水头损失的某一百分数估算过忽略不计。
管嘴出流收缩断面的真空高度：，相当于把孔口的作用水头增大75%，因此在相同的作用水头下，同样开口面积，管嘴的过流能力是孔口过流能力的1.32倍。
第六章明渠流动
明渠流动：水流的部分周界与大气接触，具有自由表面的流动。又称为无压流。
明渠流动的特点：重力作用、底坡影响、水深可变。
底坡：底线沿流程单位长度的降低值。
底坡类型：i>0，为正底坡或顺坡；i=0,为平底坡；i<0，为反底坡或逆坡。
渠道类型：棱柱形渠道和非棱柱形渠道。
棱柱形渠道：断面形状、尺寸沿程不变的长直渠道。非棱柱形渠道：断面形状、尺寸沿程有变化的渠道。
明渠均匀流：流线为平行直线的明渠水流，是具有自由表面的等深、等速流。正常水深h0：明渠均匀流的水深。
水力最优断面：当i、n和A一定，湿周最小而流量最大的断面。
无压圆管：圆形断面不满管流的长管道。
水力最优充满度：在满流之前，输水能力达到最大值时相应的充满度。缓流：对于底坡平缓的渠道或河道，水流流动缓慢，遇到障碍物，障碍物前水面壅高，且壅高水位向上游传播。
急流：对于底坡较陡的渠道或河道，以及瀑布险滩，水流流动较快，遇到障碍物后，水面隆起越过，上游水面不壅高，障碍物对上游来流无影响。
弗劳德数：明渠流速与临界流速的比值，。
断面单位能量：相对于通过该断面最低点的基准面的机械能，
临界水深hc：断面单位能量最小时对应的水深。
临界底坡ic：正常水深正好等于该流量下的临界水深时相应的渠道底坡。
正底坡或顺坡类型：i
或陡坡。
水跃：明渠水流从急流状态过渡到缓流状态时水面骤然跃起的急变流现象。 水跃区包括水滚区和主流区。
共轭水深：使水跃函数值相等的两个水深)()("'h J h J =。
水跌：明渠水流从缓流状态过渡到急流状态时水面急剧降落的急变流现象。
特征：缓流以临界水深通过跌坎断面或变为急坡的断面过渡到急流。 明渠非均匀流：流线不是平行直线的流动，是具有自由表面的不等深、不等速流，分为：非均匀渐变流和非均匀急变流。
水面曲线：明渠非均匀流水深沿程变化，水面线)(s f h =是和渠底不平行的曲线，称为水面曲线。
水面曲线分析总结：以21Fr J i ds dh --=为依据；正常水深h0线和临界水深hc 线将流动区域分为12个区域，共存在12种水面曲线，1、3区为壅水曲线，2区为降水曲线，而且每一区域内水面曲线也是唯一的；除C1、C3型水面线外，其他所有水面线在h →h0时，都以N-N 线为渐近线，在h →hc 时，与C-C 线正交，发生水跃或水跌。
（简答）明渠均匀流形成的条件、特征及基本公式：条件：位能沿程减少值等于沿程水头损失，而水流的动能保持不变。特征：各项坡度皆相等，。（明渠均匀流只能出现在顺坡长直渠道中）
明渠均匀流正常水深的影响因素：正常水深与流量和渠道断面的形状、尺寸、壁面粗糙及渠道底坡诸因素有关，对于梯形断面渠道。
明渠均匀流水力计算解决的问题：验算渠道的输水能力（），决定渠
道底坡），设计渠道断面。
明渠流动状态判别：（1）
C V ?????=??，流动为临界流为急流，为缓流，c c c V 流动V 流动V V V V （2）r F ?????=??，流动为临界流为急流，为缓流，1r 流动1r 流动1r F F F （3）C h ?????=??，流动为临界流为急流，为缓流，c c c h h 流动h h 流动h h （4）C i ?????=??，均匀流为临界流，均匀流为急流
，均匀流为缓流c c c i i i i i i
注意: C V 、r F 、C
h 作为判别标准是等价的，对均匀流和非均匀流都适用，C
i 作为判别标准只适用于明渠均匀流。 底坡类型(1)i>0,为顺坡或正底坡，其中：i< ic ，为缓坡，i=ic ，为临界坡，i>ic ，为急坡或陡坡；（2）i=0，为平坡；（3）i<0，为逆坡或反底坡。
第七章 堰流
堰：在缓流中，为控制水位和流量而设置的顶部溢流的障壁。 堰流：水经堰顶溢流的水力现象。
堰的分类：（1）67.0H <δ
,为薄壁堰，主要用做测量流量的设备；（2）
5.2H 67.0<<δ，为实用堰，剖面有曲线型和折线型；（3）
10H 5.2<<δ，为宽顶堰。（若10
H >δ，流动不属于堰流，而是明渠渐变流。）
淹没溢流：下游水位较高，顶托过堰水流，使得堰上水深由小于临界水深转变为大于临界水深，水流由急流变为缓流，下游干扰波能向上游传播。淹没影响用淹没系数s σ表示，侧收缩影响用收缩系数ε表示。 宽顶堰淹没溢流的条件：必要条件：下游水深高于堰顶0'>-=p h h s ；充分条件：08.0'H p h h s >-=
宽顶堰各项系数的影响因素：m—堰口形式和相对堰高(P/H); sσ-随淹没深度（hs/H）的增大而减小；ε—相对堰高（P/H）相对堰宽（b/B）及墩头形式。
薄壁堰作为流量量测设备的原理及注意事项：原理：流量为堰上水头的连续函数Q=f（H），实测堰上水头H，便可以确定流量。
注意事项：薄壁堰不宜在淹没条件下使用。
薄壁堰的堰口形状有：矩形和三角形。
第八章渗流
渗流：流体在孔隙介质中的流动。
水在土中的形态：气态水、附着水、薄膜水、毛细水和重力水。
重力水是渗流理论研究的对象。
渗流模型：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。（渗流速度<实际速度）
渗流分类：（1）根据运动参数是否随时间变化，分为恒定流和非恒定流；（2）根据运动参数与空间坐标的关系，分为一元渗流、二元渗流和三元渗流；（3）根据流线是否平行，分为均匀渗流和非均匀渗流；
(4)按有无自由水面，分为无压渗流和有压渗流。
分析渗流的前提条件：微小流速不计流速水头。
达西定律及适用范围：kJ
=,表明均匀渗流中速度与水力坡度的一
u
V=
次方成正比。适用范围：
裘皮衣公式：ds dH
k kJ u V -===，反映了渐变渗流中某一过流断面上流速
与水力坡度的关系。
渗透系数的影响因素及确定方法：影响因素：土颗粒的大小、形状、分布情况及地下水的物理化学性质等等。确定方法：实验室测定法、现场测定法和经验方法。
普通井或潜水井：在地表下面潜水含水层中开凿的井。 承压井或自流井：承压含水层中开凿的井。
完全井：井管贯穿整个含水层，井底直达不透水层的井。 非完全井：井底未达不透水层的井。
影响半径：在该半径以外的区域，地下水位不受该井抽水的影响。
第九章 量纲分析和相似原理
量纲：物理量的属性，也称为因次。
单位：人为规定的量度标准。
基本量纲：无任何联系、相互独立的量纲（不可压缩流体，以M 、L 、T 作为基本量纲）。
导出量纲：由基本量纲导出的量纲。
无量纲量：不具量纲的量，即各量纲指数为0.
量纲和谐原理：凡正确反映客观规律的物理方程，其各项的量纲必须是一致的。
量纲分析方法：瑞利法和π定理。
量纲分析的依据：量纲和谐原理。
瑞利法的步骤（怎样运用瑞利法建立物理方程）：（1）找出与所求量相关的物理量；(2)写出指数关系式；（3）写出量纲式：（4）以基本量纲（M、L、T）表示各物理量的量纲；（5）根据量纲和谐原理求量纲指数；（6）整理方程式，确定所求量的表达式。
π定理的步骤（怎样运用瑞利法建立物理方程）：（1）找出与所求量相关的物理量；（2）选择基本量（不可压缩流体，选取v、ρ、特征长度三个基本量）；（3）组成π项；（4）满足π为无量纲项，定出π项基本量的指数；（5）整理方程式。
模型：指与原型有同样的运动规律，各运动参数存在固定比例关系的缩小物。
流体力学相似的含义：几何相似、运动相似、动力相似、边界条件和初始条件相似。
几何相似：指两个流动流场的几何形状相似，即相应的线段成比例，夹角相等。运动相似：指两个流动相应点速度方向相同，大小成比例。动力相似：指两个流动相应点处质点受同名力作用，力的方向相同，大小成比例。
相似准则：要使两个流动动力相似，则各项力比尺必须符合一定的约束关系，这种约束关系称为相似准则。包括：雷诺准则、弗劳德准则、欧拉准则。
雷诺准则：两流动相似的雷诺数相等，粘滞力相似。雷诺数）表征惯性力与粘滞力之比。
弗劳德准则：两流动相似的弗劳德数相等，重力相似。弗劳德数）表征惯性力与重力之比。
欧拉准则：两流动相似的欧拉数相等，压力相似。欧拉数(表征压力与惯性力之比。
模型律的选择：保证对流动起主要作用的力相似。如：有压流，粘滞力起主要作用，应按雷诺准则设计模型；在堰流、闸孔出流、明渠流动中，重力起主要作用，应按弗劳德准则设计模型。
自动模型区：当雷诺数Re超过某一数值后，摩阻系数不随Re变化，此时流动阻力的大小与Re无关，这个流动范围称为自动模型区。
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。
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）
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。
全国2013年1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1 0小题，每小题2分，共20分） 1．流动阻力产生的主要原因是流体具有 A．流动性B．压缩性 C．粘性D．膨胀性 2．已知三通管来流量Q1=1401/s，两出流支管的管径为d2=150mm和d3=200mm，若两支管的断面平均流速相等，则两支管的流量分别为 A.Q2=401/s,Q3 =1001/s B.Q2=501/s,Q3 =90l／s C.Q2=601/s,Q3=801/s D.Q2=701/s,Q3 =70l／s 3．水力坡度J的表达式为 A． dz J dl =B． () p d z pg J dl + =- C． 2 () 2 p av d pg g J dl + =-D． 2 () 2 p av d z pg g J dl ++ =- 4．已知某圆管流动的雷诺数Re=2000，则该圆管流动的沿程摩阻系数λ为 A．0. 032 B．0.064 C．0. 128 D．0.256 5．明渠流正常水深是指 A．均匀流水深B．非均匀流水深 C．临界水深D．断面平均水深 6．水跌是明渠水流由 A．急流向急流过渡的水力现象B．缓流向缓流过渡的水力现象 C．缓流向急流过渡的水力现象D．急流向缓流过渡的水力现象 7．棱柱形渠道发生S2型水面曲线时，水流的特性为 A．Fr <1 h>h c B．Fr >1 h>h c C．Fr <1 h ════════════════════════════════════════════════════════════════════ - 本套试题共分4页，当前页是第1页- 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（ ） A ．符合ρp =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. 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（ ） 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（ ） 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 ．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（ ） 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（ ） A ．H δ <0.67 B ．0.67 自考试卷 考试课程及试卷类型：流体力学A姓名： 学年学期：2012－2013－2 班级： 考试时间：90分钟满分：100分学号： ___________________________________________________________________ 一、单项选择题（从下列各题四个备选答案中选出一个正确答案，并将其代号写在相应位置处。答案错选或未选者，该题不得分。每小题2分，共20分。）1．与牛顿内摩擦力定律直接有关的因素是（）。 A.剪应力和压强 B.剪应力和剪切变形速度 C.剪应力和剪切变形 D.剪应力和流速 2. 圆管内流体流动状态的判断依据是（）。 A.流动速度 B.管壁粗糙度 C.动力粘度 D.雷诺数 3．稳定流能量方程中，速度v是指（）速度。 A. 在截面上的任意点的速度 B.截面平均速度 C. 截面形心处的速度 D.截面上的最大速度 4．明渠流动为急流时（） A. Fr>1 B.h>hc C.v 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 全国2013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，请将其选出并将“答题纸”的相应代码涂黑。错涂、多涂或未涂均无分。 1．运动粘度v 和动力粘度μ的关系为 A ．v =μ/p B ．v =μ/ρ C ．v =ρ/μ D ．v =p /μ 2．如图用U 形水银压差计测量水管内A 、B 两点的压强差，已知水银面高差h p =40mm ，则 p A -p B 为 A ．0.39kPa B ．3.92kPa C ．4.94kPa D ．5.33kPa 题2图 3．连续性方程表示流体运动遵循 A ．能量守恒定律 B ．动量守恒定律 C ．动量矩守恒定律 D ．质量守恒定律 4．对于明渠流动，若以水力半径为特征长度，其临界雷诺数为 A ．1 B ．575 C ．2300 D ．4000 5．已知圆管中的水流处于紊流状态，其过流断面流速分布符合 A ．均匀分布规律 B ．直线变化规律 C ．抛物线规律 D ．对数曲线规律 6．圆管紊流光滑区的沿程摩阻系数λ A ．仅与雷诺数Re 有关 B ．仅与管壁相对粗糙 s k d 有关 C ．与Re 及 s k d 有关 D ．与Re 及管长l 有关 7．短管的水力特点是 A ．既考虑沿程水头损失，又考虑局部水头损失 B ．只考虑沿程水头损失，不考虑局部水头损失 C ．不考虑沿程水头损失，只考虑局部水头损失 D ．既不考虑沿程水头损失，又不考虑局部水头损失 8．水力最优断面是 A ．水力半径R 最小、湿周x 最大的断面形状 B ．水力半径R 最小、湿周x 也最小的断面形状 C ．水力半径R 最大、湿周x 最小的断面形状 D ．水力半径R 最大、湿周x 也最大的断面形状 9．并联长管A 、B ，两管材料、直径相同，长度l B =3l A ，两管的水头损失关系为 A ．h f B =h fA B ．h fB =1.73h fA C ．h fB =3h fA D ．h fB =9h fA 题9图 10．圆管层流模型试验，若长度比尺为9，模型和原型采用同温度水流，则模型水管的流量应为原型水管流量的 A ．1/3 B ．1/9 C ．1/81 D ．1/243 二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分） 11．某点的绝对压强p abs =42kPa ，当地大气压p a =98kPa ，真空度p v =______kPa ． 12．方程p z C g ρ+=表示在静止液体中，各点的单位重量液体所具有的______均相等。 13．平面流动的流速场为x 2u xt y =+，2y u xt yt =-，当t =1s 时，点A (1，2)处流体质点在x 方向上的加速度a x =______m/s 2． 14．在圆管均匀流的过流断面上，剪应力的最大值位于______。 15．边界层分离只可能发生在有______的区域。 16．若管嘴的流速系数n ?为0.82，那么其流量系数μn 应为______。 17．渠道中的水深h 小于临界水深h c 时，水流的流动状态为______。 18．局部水头损失产生的主要原因是主流与边壁脱离，形成了______。 19．根据渗流模型概念，实际流量ΔQ 与所通过的某一微小过流断面面积ΔA （包括土颗粒面积和孔隙面积）之比称为______。 20．若原型和模型流动都处于自动模型区，则只需要保持______相似，不需要Re 相等，就自动实现阻力相似。 三、名词解释题（本大题共5小题，每小题3分，共15分） 21．流体质点 22．三元流动 23．共轭水深 24．水力半径 25．浸润面 2011年1月 流体力学试题 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.不可压缩流体是指( ) A.平衡流体 B.运动流体 C.无粘性流体 D.忽略密度变化的流体 2.如题2图所示，用U形水银压差计测量水管A、B两点的压强差，水银面高差h p=10cm，p A-p B 为( ) A.13.33kPa B.12.35kPa C.9.8kPa D.6.4kPa 3.关于水流流向的正确说法是( ) A.水一定是从高处往低处流题2图 B.水一定是从流速大处往流速小处流 C.水一定是从机械能大处往机械能小处流 D.水一定是从测压管水头高处往测压管水头低处流 4.实际液体的水力坡度J为( ) A.J<0 B.J=0 C.J>0 D.J=J p 5.如题5图所示，排水管的断面平均流速v=2.0m/s，则管道出口的局部水头损失为( ) A.0.102m B.0.204m C.0.306m D.0.408m 题5图 6.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( ) A.1／4 B.1／2 C.3／4 D.1 7.棱柱形渠道发生M2型水面曲线时，水流的特性为( ) A.Fr ??????????????????????精品自学考料推荐?????????????????? 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.流体静止时，不能承受() A. 压力 B. 剪切力 C.重力 D. 表面张力 2.如图所示，垂直放置的矩形平板闸门，宽度lm，水深2m，静水总压力P 的大小为 () 2 A.g 3 B.g 4 C.g 3 D.2g 3.如图所示，当水箱水位恒定时，直管段中的 A 点和收缩管中的 B 点加速度大小分别为() A.a A =0， a B =0 B.a A =0， a B>0 C.a A >0， a B>0 D.a A >0， a B =0 4.圆管层流运动沿程水头损失h f与流速 v 的变化关系是 () A.h f v0.5 B.h f v1.0 C.h f v1.75 D.h f v2.0 5.钢筋混凝土输水管直径d=400mm ，长度 l=500m ，沿程阻力系数λ=0.033 ，沿程水头损失 h f=1m，管中流速为 () A.0.69m/s B.0.97m/s 1 C.1.19m/s D.1.38m/s 6.薄壁小孔口的流速系数 、流量系数μ与圆柱形外管嘴的流速系数 n 、流量系数 μ n 的大 小关系为 ( ) A. > n , μ >μ n B. < n , μ <μ n C. > n , μ <μ n D. < n , μ >μn 7.两根管径、 管长和沿程阻力系数均相同的长管并联。若保持总流量不变， 则单根管道过水 与两根管道都过水两种情况的水头损失之比为 ( ) A.4.0 B.2.0 C.1.0 D.0.5 8.矩形断面渠道，宽 b=4m ，通过流量 Q=6m 3 /s ，其临界水深 h c 为 (取α =1.0)( ) A.0.15m B.0.39m C.0.53m D.0.61m 9.宽顶堰溢流侧收缩系数ω与 ( ) A. 相对堰宽 b 和墩头形状有关，与相对堰高 p 无关 B H B.相对堰宽 b 和墩头形状无关，与相对堰高 p 有关 B H C.相对堰宽 b 和墩头形状、相对堰高 p 皆有关 B H D.相对堰宽 b 和墩头形状、相对堰高 p 皆无关 B H 10.渗流模型与实际渗流的 ( ) A. 流速、阻力皆相同 B. 流速、阻力皆不同 C.流速相同，阻力不同 D. 流速不同，阻力相同二、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.单位质量力的国际单位是 ___________ 。 12.在简单剪切流动的条件下， 流体内部的粘性切应力符合牛顿内摩擦定律， 即 =________ 。 13.总流连续性方程是 ___________原理的流体力学表达式。 14.圆管均匀流过流断面上剪应力呈 ___________分布。 15.边界层分离只可能发生在 ___________的区域。 16.发生直接水击的条件是阀门关闭时间 ___________一个相长。 2 全国2012年10月自学考试流体力学试题 课程代码：03347 请考生按规定用笔将所有试题的答案涂、写在答题纸上。 选择题部分 注意事项： 1. 答题前，考生务必将自己的考试课程名称、姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔填写在答题纸规定的位置上。 2. 每小题选出答案后，用2B铅笔把答题纸上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。不能答在试题卷上。 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，请将其选出并将“答题纸”的相应代码涂黑。错涂、多涂或未涂均无分。 1.如图所示，在油面上作水平运动的平板引起油层内油的速度分布为u=2y.已知油的动力粘度为μ，则作用在油层内剪应力的分布为 A.τ=y B.τ=μ C.τ=2y D.τ=2μ 2.露天水池，水深2m处的相对压强为 A.2.0kPa B.9.8kPa C.19.6kPa D.25.0kPa 3.如图所示变直径水管。已知管径d1=50mm，d2=80mm，断面平均流速υ1=3.5m/s，则υ2为 A.1.37m/s B.1.73m/s C.2.19m/s D.2.77m/s 4.水管长l=10m，直径d=50mm，沿程阻力系数λ=0.0283，沿程水头损失h f=1.2m，水管的流速为 A.0.21m/s B.0.46m/s C.2.04m/s D.4.16m/s 5.阀门突然关闭时，水击波传播过程的第一阶段为 A.增压波从管道进口向阀门传播 B.减压波从管道进口向阀门传播 C.增压波从阀门向管道进口传播 D.减压波从阀门向管道进口传播 6.已知矩形断面渠道底宽为4m，其水力最优断面水深应为 第一章绪论 物质的三种形态：固体、液体和气体。液体和气体统称为流体。 流体的基本特征：具有流动性。 所谓流动性，即流体在静止时不能承受剪切力，只要剪切力存在，流体就会流动。流体无论静止或流动，都不能承受拉力。 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。 质点：是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。 作用在流体上的力按其作用方式可分为：表面力和质量力。 表面力：通过直接接触，作用在所取流体表面上的力（压力、摩擦力），在某一点用应力表示。 质量力：作用于流体的每个质点上且与流体质量成正比的力（重力、惯性力、引力），用单位质量力表示 流体的主要物理性质：惯性、粘性、压缩性和膨胀性。 惯性：物体保持原有运动状态的性质，其大小用质量表示。 密度：单位体积的质量， 粘性：是流体的内摩擦特性，或者是流体阻抗剪切变形速度的特性。流体粘性大小用粘度度量，粘度包括动力粘度μ和运动粘度υ 无粘性流体：指无粘性，即μ=0的流体。 不可压缩流体：指流体的每个质点在运动全过程中，密度不变化的流体。 压缩性：流体受压，分子间距减小，体积缩小的性质。 膨胀性：流体受热，分子 压缩系数：在一定的温度下，增加单位压强，液体体积的相对减小值，,体积模量体膨胀系数：在一定的压强下，单位温升，液体体积的相对增加值， (简答)简述气体和液体粘度随压强和温度的变化趋势及不同的原因。 答：气体的粘度不受压强影响，液体的粘度受压强影响也很小；液体的粘度随温度升高而减小，气体的粘度却随温度升高而增大，其原因是：分子间的引力是液体粘性的主要因素，而分子热运动引起的动量交换是气体粘性的主要因素。 \ 第二章流体静力学 绝对压强p abs：以没有气体分子存在的完全真空为基准起算的压强。 相对压强p：以当地大气压p a为基准起算的压强，各种压力表测得的压强为相对压强，相对压强又称为表压强或计示压强。 真空度p v：绝对压强小于当地大气压的数值。 测量压强做常用的仪器有：液柱式测压计和金属测压表。 液柱式测压计包括测压管、U形管测压计、倾斜式微圧计和压差计。 平面上静水总压力的计算方法有：图算法和解析法。 潜体：全部浸入液体中的物体。 浮体：部分浸入液体中的物体。 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。 (简答)试述静止流体中应力的特性。 答：（1）应力的方向沿作用面的内法线方向； （2）静压强的大小与作用面的方位无关。 流体平衡微分方程及物理意义： 物理意义：在静止流体中，各点单位质量流体所受质量力与表面力相平衡。 等压面的概念、性质及连通器内等压面的判断： 流体中压强相等的空间点构成的平面或曲面称为等压面。其性质是：等压面与质量力正交。在连通器内做水平面，若连通的一侧只有同一种液体，该平面就是等压面，否则不是等压面。 由液体静力学基本方程得到的结论（推论）： （1）静压强的大小与液体的体积无关； （2）两点的压强差等于两点之间单位面积垂直液柱的重量； （3）在平衡状态下，液体内任一点压强的变化等值地传递到其他各点。 压力体的概念、界定方法和分类：积分?= Az V hdAz表示的几何体积称为压力 体。界定方法：设想取铅垂线沿曲面边缘平行移动一周，割出以自由液面或延伸面为上底、曲面本身为下底的柱体就是压力体。分类：实压力体（Pz↓）、虚压力体（Pz↑）和压力体叠加。 第三章流体动力学基础 描述流体运动的两种方法： 拉格朗日法和欧拉法。除个别质点的运动问题外，都应用欧拉法。 拉格朗日法：是以个别质点为研究对象，观察该质点在空间的运动，然后将每个质点的运动情况汇总，得到整个流体的运动。质点的运动参数是起始坐标和时间变量t的连续函数。 欧拉法：是以整个流动空间为研究对象，观察不同时刻各空间点上流体质点的运动，然后将每个时刻的情况汇总起来，描述整个运动。空间点的物理量是空间坐标）和时间变量t的连续函数。 恒定流：各空间点上的运动参数都不随时间变化的流动。 非恒定流：各空间点上的运动参数随时间变化的流动。 一（二、三）元流：流体流动时各空间点上的运动参数是一（二、三）个空间坐标和时间变量的连续函数。 均匀流：流线是平行直线的流动。 非均匀流：流线不是平行直线的流动。 流线：表示某时刻流动方向的曲线，曲线上各质点的速度矢量都与该曲线相切。迹线：流体质点在一段时间内的运动轨迹。 流管：某时刻，在流场内任意做一封闭曲线，过曲线上各点做流线，所构成的管状曲面。 流束：充满流体的流管。 过流断面：与所有流线正交的横断面。 元流：过流断面无限小的流束，断面上各点的运动参数均相同。 总流：过流断面为有限大小的流束，断面上各点的运动参数不相同。 流量：单位时间内通过某一过流断面的流体量。以体积计为体积流量，简称流量；以质量计为质量流量；以重量计为重量流量 非均匀渐变流：在非均匀流中流线近似于平行直线的流动。水头线：总流或元流沿程能量变化的几何图示。 水力坡度：单位流程内的水头损失。 （简答）流线有哪些主要性质？流线和迹线有无重合的情况？答：流线性质：（1）在恒定流中，流线的形状和位置不随时间变化；（2）在同一时刻，一般情况下流线不能相交或转折。在恒定流中流线与迹线重合，非恒定流中一般情况下两者不重合，但当速度方向不随时间变化只是速度大小随时间变化时，两者仍重合。 试述流动分类：（1）根据运动参数是否随时间变化，分为恒定流和非恒定流；（2）根据运动参数与空间坐标的关系，分为一元流、二元流和三元流；（3）根据流线是否平行，分为均匀流和非均匀流。 不可压缩流体的连续性微分方程：不可压缩流体运动必须满足该方程。 第四章流动阻力和水头损失 流动阻力：粘性流体运动时，流体内部流层之间存在相互作用的摩擦力，在边界变化处存在集中阻力，这两类力做功使机械能减少，这两类力称为流动阻力。 沿程阻力：在边界无变化的均匀流段上产生的流动阻力。 局部阻力：在边界急剧变化处产生的流动阻力。 水头损失：单位重量流体平均的机械能损失。 沿程水头损失 f h：由沿程阻力做功引起的水头损失。 局部水头损失 j h：由局部阻力做功引起的水头损失。 层流：流速较小时，水一层套着一层呈层状流动，各层质点互不混掺的流态。 紊流（湍流）：流速较大时，各层质点运动轨迹极不规则，相互混掺的流态。 水力半径R：过流断面面积与湿周的比值。 紊流脉动：紊流各层质点相互掺混，无规则运动，导致其物理量也随之无规则变化的现象。 瞬时流速u：某一空间点的实际流速，在紊流流态下随时间脉动， 时均流速u：某一空间点的瞬时流速在时段T内的时间平均值， 脉动流速u′：瞬时流速与时均流速的波动值。 断面平均流速ν：过流断面上各点流速的断面平均值， 粘性底层：仅靠壁面存在一个粘性剪应力起控制作用的薄层。 紊流剪应力包括：粘性剪应力和附加剪应力 紊流流速分布一般表达式：，该公式适用于除粘性底层以外的整个过流断面。 当量粗糙：是以工业管道紊流粗糙区实测的λ值代入尼古拉兹粗糙圆管公式反算得出的粗糙高度k s。 当量直径d e：把水力半径相等的圆管直径定义为非圆管的当量直径 边界层：考虑粘性影响的薄流层。 绕流阻力D：流体绕物体流动，平行于来流方向上的力，包括摩擦阻力和压差阻力，造成局部水头损失的原因：主流脱离边壁，漩涡区的形成。 边界层的特征：边界层内流速梯度很大，考虑粘性影响；以外流速梯度约为0，相当于无粘性流体的运动。 第五章孔口、管嘴出流和有压管流 孔口出流：在容器壁上开孔，水经孔口流出的水力现象。其水头损失只考虑局部 水头损失 j h。 薄壁孔口：孔口出流时，水流与孔壁仅在一条周线上接触，壁厚对水流无影响的孔口。 自由出流：水由孔口流入大气的水力现象。 淹没出流：水由孔口直接流入另一部分水体的水力现象。 管嘴出流：在孔口上对接3-4倍孔径的短管，水通过短管并在出口断面满管流动的水力现象。 有压管流：流体沿管道满管流动的水力现象。 短管：沿程水头损失和局部水头损失所占比重相当，两者都不能忽略的管道。 长管：以沿程水头损失为主，局部水头损失和流速水头所占比例很小，可以忽略或按沿程水头损失的某一百分比估算的管道。 简单管道：沿程直径和流量都不变化的管道。 串联管道：由直径不同的管段顺序连接起来的管道。 并联管道：在两节点之间并联两根或两根以上的管道。 水击（水锤）：在有压管道中，由于某种原因，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。 直接水击：阀门关闭时间小于一个相长，最早发出的水击波的反射波回到阀门之前，阀门已全关闭，此时阀门处的水击压强与瞬时关闭相同。 间接水击：阀门关闭时间大于一个相长），最早发出的水击波的反射波回到阀门之时，阀门还未完全关闭，此时阀门处正负水击波相叠加，使阀门处的水击压强小于直接水击压强。 （简答）孔口、管嘴出流和有压管流各自的水力特点是：（1）孔口、管嘴出流只有局部水头损失，不计沿程水头损失，j w h h= ；（2）短管的局部水头损失和沿程水头损失都要计入，；（3）长管的局部水头损失和流速水头的总和同沿程水头损失相比很小，按沿程水头损失的某一百分数估算过忽略不计。 管嘴出流收缩断面的真空高度：，相当于把孔口的作用水头增大75%，因此在相同的作用水头下，同样开口面积，管嘴的过流能力是孔口过流能力的1.32倍。 第六章明渠流动 明渠流动：水流的部分周界与大气接触，具有自由表面的流动。又称为无压流。明渠流动的特点：重力作用、底坡影响、水深可变。 底坡：底线沿流程单位长度的降低值。 底坡类型：i>0，为正底坡或顺坡；i=0,为平底坡；i<0，为反底坡或逆坡。 渠道类型：棱柱形渠道和非棱柱形渠道。 棱柱形渠道：断面形状、尺寸沿程不变的长直渠道。非棱柱形渠道：断面形状、尺寸沿程有变化的渠道。 明渠均匀流：流线为平行直线的明渠水流，是具有自由表面的等深、等速流。正常水深h0：明渠均匀流的水深。 水力最优断面：当i、n和A一定，湿周最小而流量最大的断面。 无压圆管：圆形断面不满管流的长管道。 水力最优充满度：在满流之前，输水能力达到最大值时相应的充满度。 缓流：对于底坡平缓的渠道或河道，水流流动缓慢，遇到障碍物，障碍物前水面壅高，且壅高水位向上游传播。 全国2018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.不可压缩流体的特征是( ) A.温度不变 B.密度不变 C.压强不变 D.粘度不变 2.z+c g p =ρ表示在静止液体中，各点的( ) A.测压管水头均相等 B.位置水头均相等 C.压强水头均相等 D.测压管高度均相等 3.欧拉法质点加速度在x 方向的分量为( ) A.z u u y u u x u u t u a z z y y x x x x ??+??+??+??= B.z u u y u u x u u t u a x z x y x x x x ??+??+??+??= C.x u u x u u x u u t u a z z y y x x x x ??+??+??+??= D.z u u y u u x u u t u a z x y x x x x x ??+??+??+??= 4.非均匀渐变流是( ) A.运动参数不随时间而变化的流动 B.运动参数不随空间位置而变化的流动 C.流线为平行直线的流动 D.流线近似于平行直线的流动 5.管径、流量相同的管流，通过的流体分别为水和空气，水的运动粘度ν水=1.01×10-6 m 2／s ，空气的运动粘度ν气=15.7×10-6m 2／s ，两种情况下雷诺数的关系是( ) A.Re 气=0.064Re 水 B.Re 气=0.64Re 水 C.Re 气=Re 水 D.Re 气=15.5Re 水 6.矩形通风管道断面尺寸为200mm ×300mm ，断面平均流速v=1.2m ／s ，空气的运动粘度ν=15.7×10-6m 2／s ，若管流以当量直径为特征长度，其雷诺数为( ) A.1.83×104 B.1.37×10407年一月流体力学自考试题
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