一、填 空 题
1．流体力学中三个主要力学模型是（1）连续介质模型（2）不可压缩流体力学模型（3）无粘性流体力学模型。
2．在现实生活中可视为牛顿流体的有水 和空气 等。
3．流体静压力和流体静压强都是压力的一种量度。它们的区别在于：前者是作用在某一面积上的总压力；而后者是作用在某一面积上的平均压强或某一点的压强。
4．均匀流过流断面上压强分布服从于水静力学规律。
5．和液体相比，固体存在着抗拉、抗压和抗切三方面的能力。
6．空气在温度为290K ，压强为760mmHg 时的密度和容重分别为 1.2a ρ= kg/m 3和11.77a γ=N/m 3。
7．流体受压，体积缩小，密度增大 的性质，称为流体的压缩性 ；流体受热，体积膨胀，密度减少 的性质，称为流体的热胀性 。
8．压缩系数β的倒数称为流体的弹性模量 ，以E 来表示
9．１工程大气压等于98.07千帕，等于10m 水柱高，等于735.6毫米汞柱高。
10．静止流体任一边界上压强的变化，将等值地传到其他各点（只要静止不被破坏），这就是水静压强等值传递的帕斯卡定律。
11．流体静压强的方向必然是沿着作用面的内法线方向。
12．液体静压强分布规律只适用于静止、同种、连续液体。
13．静止非均质流体的水平面是等压面，等密面和等温面。
14．测压管是一根玻璃直管或U 形管，一端连接在需要测定的容器孔口上，另一端开口，直接和大气相通。
15．在微压计测量气体压强时，其倾角为?=30α，测得20l =cm 则h=10cm 。
16．作用于曲面上的水静压力P 的铅直分力z P 等于其压力体内的水重。
17．通过描述物理量在空间的分布来研究流体运动的方法称为欧拉法。
18． 流线不能相交（驻点处除外），也不能是折线，因为流场内任一固定点在同一瞬间只能有一个速度向量，流线只能是一条光滑的曲线或直线。
19．静压、动压和位压之和以z p 表示，称为总压。
20．液体质点的运动是极不规则的，各部分流体相互剧烈掺混，这种流动状态称为紊流。
21．由紊流转变为层流的临界流速k v 小于 由层流转变为紊流的临界流速k
v '，其中k v '称为上临界速度，k v 称为下临界速度。
22．对圆管来说，临界雷诺数值=k Re 2000。
23．圆管层流的沿程阻力系数仅与雷诺数有关，且成反比，而和管壁粗糙无关。
24．根据λ繁荣变化特征，尼古拉兹实验曲线可分为五个阻力区，分别是层流区；临界区；紊流光滑区；紊流过渡区和紊流粗糙区。
25．紊流过渡区的阿里特苏里公式为25.0)Re
68(11.0+=d k λ。 26．速度的大小、方向或分布发生变化而引起的能量损失，称为局部损失。
27．正方形形断面管道(边长为a)，其水力半径R 等于4
a R =，当量直径de 等于a d e =。 28．正三角形断面管道(边长为a)，其水力半径R 等于a x A R 12
3==，当量直径de 等于a R 3
34=。 29．湿周是指过流断面上流体和固体壁面接触的周界。
30．层流运动时，沿程阻力系数λ与(Re)f 有关，紊流运动沿程阻力系数λ在光滑管区与(Re)f 有关，在过渡区与)(Re,d K f 有关，在粗糙区与)(d
K f 有关。 31．串联管路总的综合阻力系数S 等于各管段的阻抗叠加。
32．并联管路总的综合阻力系数S 与各分支管综合阻力系数的关系为321111
1
s s s s ++=。管嘴与孔口比较,如果水头H 和直径d 相同，其流速比V 孔口/V 管嘴等于82.097.0,流量比Q 孔口/Q 管嘴等于82
.060.0。 33．不可压缩流体的空间三维的连续性微分方程是0=??+??+??z
u y u x u z y x 。 34．1=M 即气流速度与当地音速相等，此时称气体处于临界状态。
35．淹没出流是指液体通过孔口出流到另一个充满液体的空间 时的流动。
36．气体自孔口、管路或条缝向外喷射 所形成的流动，称为气体淹没射流。
37．有旋流动是指流体微团的旋转角速度在流场内不完全为零 的流动。
38．几何相似是指流动空间几何相似。即形成此空间任意相应两线段夹角相同，任意相应线段长度保持一定的比例 。
39．因次是指物理量的性质和类别。因次分析法就是通过对现象中物理量的因次以及因次之间相互联系的各种性质的分析来研究现象相似性的方法。他是一方程式的因次和谐性为基础的。
40．容积泵与风机又可分为往复式和回转式。
41．根据流体的流动情况，可将泵和风机分为以下四种类别：离心式泵与风机；轴流式泵与风机；混流式泵与风机和贯流式泵与风机。
42．风机的压头（全压）p 是指单位体积气体通过风机所获的的能量增量。
43．单位时间内泵或风机所输送的流体量称为流量。风机的容积流量，特指风机进口处的容积流量。
44．泵或风机所提供的流量与设备本身效率之间的关系，用)(3Q f =η来表示。
45．泵或风机的工作点是泵与风机的性能曲线 与管路的性能曲线 的交点。
46．泵的扬程H 的定义是：泵所输送的单位重量流量的流体从进口至出口的能量 增值。
47．安装角是指叶片进、出口处的切线 与圆周速度反方向 之间的交角。
48．泵和风机的全效率等于容积效率 ，水力效率 及机械效率 的乘积。
49．当泵的扬程一定时，增加叶轮转速可以相应的减少 轮径。
50．附面层的分离发生在减速增压 区。附面层外主流区的流动属于有势 流动。附面层内的流动属于有旋 流动。
二、判 断 题
1．当平面水平放置时，压力中心与平面形心重合。 对
2．一个工程大气压等于98kPa,相当于10m 水柱的压强。对
3．静止液体自由表面的压强，一定是大气压。错
4．静止液体的自由表面是一个水平面，也是等压面。对
5．当静止液体受到表面压强作用后，将毫不改变地传递到液体内部各点。对
6．当相对压强为零时，称为绝对真空。错
7．某点的绝对压强小于一个大气压强时即称该点产生真空。对
8．流场中液体质点通过空间点时，所有的运动要素不随时间变化的流体叫恒定流。对
9．恒定流时，流线随的形状不随时间变化，流线不一定与迹线相重合。错
10．渐变流过水断面上动水压强的分布规律可近似地看作与静水压强分布规律相同。对
11．流线是光滑的曲线，不能是折线，流线之间可以相交。错
12．一变直径管段，A 断面直径是B 断面直径的2倍，则B 断面的流速是A 断面流速的4倍。对
13．弯管曲率半径Rc 与管径d 之比愈大，则弯管的局部损失系数愈大。错
14．随流动雷诺数增大，管流壁面粘性底层的厚度也愈大。错
15．水泵的扬程就是指它的提水高度。错
16．管嘴出流的局部水头损失可有两部分组成，即孔口的局部水头损失及收缩断面出突然缩小产生的局部水头损失。错
17．当流速分布比较均匀时，则动能修正系数的值接近于零。错
18．流速分布越不均匀，动能修正系数的值越小。错
19．在水流过水断面面积相等的前提下，湿周愈大，水力半径愈小。对
20．圆形管的直径就是其水力半径。错
21．为了减少摩擦阻力，必须把物体做成流线型。错
22．在研究紊流边界层的阻力特征时，所谓粗糙区是指粘性底层的实际厚度Δ小于粗糙高度。对
23．水泵的安装高度取决于水泵的允许真空值、供水流量和水头损失。对
24．大孔口与小孔口都可认为其断面上压强、流速分布均匀，各点作用水头可以认为是一常数。错
三、简答题
1．什么是粘滞性？什么是牛顿内摩擦定律？不满足牛顿内摩擦定律的流体是牛顿流体还是非牛顿流体？
答：粘滞性是当流体流动时，在流体内部显示出的内摩擦力性质。
牛顿内摩擦定律是：
du
T A
dy
μ
=；不满足牛顿内摩擦定律的流体是非牛顿流体。
2．在流体力学当中，三个主要的力学模型是指哪三个？
答：（1）连续介质；（2）无粘性流体；（3）不可压缩流体。
3．什么是理想流体？
答：理想流体即指无粘性流体，是不考虑流体的粘性的理想化的流体。
4．什么是实际流体？
答：考虑流体的粘性的流体。
5．什么是不可压缩流体？
答：不计流体的压缩性和热胀性的而对流体物理性质的简化。
6．为什么流体静压强的方向必垂直作用面的内法线？
答：由于流体在静止时，不能承受拉力和切力，所以流体静压强的方向必然是沿着作用面的内法线方向。
7．为什么水平面必是等压面？
答：由于深度相等的点，压强也相同，这些深度相同的点所组成的平面是一个水平面，可见水平面是压强处处相等的面，即水平面必是等压面。
8．什么是等压面？满足等压面的三个条件是什么？
答：在同一种液体中,如果各处的压强均相等由各压强相等的点组成的面称为等压面。满足
等压面的三个条件是同种液体连续液体静止液体。
9．什么是阿基米德原理？
答：无论是潜体或浮体的压力体均为物体的体积，也就是物体排开液体的体积。
10．潜体或浮体在重力G和浮力P的作用，会出现哪三种情况？
答：（1）重力大于浮力，则物体下沉至底；（2）重力等于浮力，则物体可在任一水深处维持平衡；（3）重力小于浮力，则物体浮出液体表面，直至液体下部分所排开的液体重量等于物体重量为止。
11．等角速旋转运动液体的特征有那些？
答：（1）等压面是绕铅直轴旋转的抛物面簇；（2）在同一水平面上的轴心压强最低，边缘压强最高。
12．什么是绝对压强和相对压强？
答：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。
p为零点起算的压强。
相对压强：当地同高程的大气压强
a
13．什么叫自由表面？
答：和大气相通的表面叫自由表面。
14．什么是流线？什么是迹线？流线与迹线的区别是什么？
答：流线是某一瞬时在流场中画出的一条空间曲线，此瞬时在曲线上任一点的切线方向与该点的速度方向重合，这条曲线叫流线。
区别：迹线是流场中流体质点在一段时间过程中所走过的轨迹线。流线是由无究多个质点组成的，它是表示这无究多个流体质点在某一固定瞬间运动方向的曲线。而迹线则是在时间过程中表示同一流体质点运动的曲线。
15．什么是流场？
答：我们把流体流动占据的空间称为流场，流体力学的主要任务就是研究流场中的流动。16．什么是欧拉法？
答：通过描述物理量在空间的分布来研究流体运动的方法称为欧拉法。
17．什么是拉格朗日法？
答：通过描述每一质点的运动达到了解流体运动的方法。
18．什么是恒定流动？什么是非恒定流动？
答：动平衡的流动，各点流速不随时间变化，由流速决定的压强、粘性力也不随时间变化，这种流动称之为恒定流动反之为非恒定流动。
19．什么是沿程损失？
答：在沿程不变的管段上，流动阻力沿程也基本不变，称这类阻力为沿程阻力，克服沿程阻力引起的能量损失为沿程损失。
20．什么是局部损失？
答：在边壁急剧变化的区域，阻力主要地集中在该区域中及其附近，这种集中分布的阻力称为局部阻力。克服局部阻力的能量损失为局部损失。
21．什么叫孔口自由出流和淹没出流？
答： 在容器侧壁或底壁上开一孔口，容器中的液体自孔口出流到大气中，称为孔口自由出流。如出流到充满液体的空间，则称为淹没出流。
22．什么是有旋流动？什么是无旋流动？
答： 流体微团的旋转角速度不完全为零的流动称为有旋流动，流场中各点旋转角速度等于零的运动，成为无旋运动。
23．在流体力学中，拉格朗曰分析法和欧拉分析法有何区别？
答： 拉格朗曰法着眼于流体中各质点的流动情况跟踪每一个质点观察与分析该质点的运动历程然后综合足够多的质点的运动情况以得到整个流体运动的规律。
欧拉法着眼于流体经过空间各固定点时的运动情况它不过问这些流体运动情况是哪些流体质点表现出来的也不管那些质点的运动历程因此拉格朗曰分析法和欧拉分析法是描述流体的运动形态和方式的两种不同的基本方法 。
24．什么叫流管、流束、过流断面和元流？
答：在流场内，取任意非流线的封闭曲线L ，经此曲线上全部点做流线，这些流线组成的管状流面，称为流管。流管以内的流体，称为流束。垂直于流束的断面称为流束的过流断面，当流束的过流断面无限小时，这根流束就称为元流。
25．什么是入口段长度？对于层流、紊流分别用什么表示？
答：从入口到形成充分发展的管流的长度称为入口段长度，以E x 表示。对于层流：Re 028.0=d x E ；对于紊流：50=d
x E 。 26．什么是单位压能？ 答：p
γ是断面压强作用使流体沿测压管所能上升的高度，水力学中称为压强水头，表示压力作功所能提供给单位重量流体的能量，称为单位压能。
27．什么是滞止参数？
答：气流某断面的流速，设想以无摩擦绝热过程降低至零时，断面各参数所达到的值，称为气流在该断面的滞止参数。滞止参数一下标“0”表示。
28．气流速度与断面的关系有哪几种？
答：M<1为亚音速流动，说明速度随断面的增大而减慢；随断面的减少而加快。M>1为超音速流动，说明速度随断面的增大而加快；随断面的减少而减慢。M=1既气流速度与当地音速相等，此时称气体处于临界状态。
29．什么是几何相似、运动相似和动力相似？
答：几何相似是指流动空间几何相似，即形成此空间任意相应两线段交角相同，任意相应线段长度保持一定的比例。
运动相似是指两流动的相应流线几何相似，即相应点的流速大小成比例，方向相同。
动力相似是指要求同名力作用，相应的同名力成比例。
30．要保证两个流动问题的力学相似所必须具备的条件是什么？
答：如果两个同一类的物理现象，在对应的时空点上，各标量物理量的大小成比例，各向量物理量除大小成比例外，且方向相同，则称两个现象是相似的。要保证两个流动问题的力学相似，必须是两个流动几何相似，运动相似，动力相似，以及两个流动的边界条件和起始条件相似。
水力学题库 下面的题是平日的期末考试容易考到的题，比复试题略有难度。但是也是复试题的考点。经常会出现考到的原题，大概有百分之八十出自下列题中，所以要特别注意。 练习一 一 单项选择题 1、已知变径有压管道的直径之比为 1 2 0.5d d =，则相应的（） A 流速之比 122v v =，流量之比122Q Q =，雷诺数之比为12Re 2Re = B 流速之比 122v v =，流量之比121Q Q =，雷诺数之比为12Re 4Re = C 流速之比 124v v =，流量之比121Q Q =，雷诺数之比为12Re 2Re = D 流速之比 1 2 4v v =，流量之比122Q Q =，雷诺数之比为12Re 1Re = 2、若在同一长直等径管道中用不同流体进行试验，当流速相等，其沿程水头损失f h 在（）是相同的。 A 层流区 B 紊流光滑区 C 过渡区 D 紊流粗糙区 3、当5 Re 10=（处于紊流光滑区）时，管径1( )d mm =的镀锌钢管1(0.25)mm ?=与 管径22=300=0.30d mm mm ?的铸铁管（）的沿程阻力系数相等。 A 150 B 200 C 250 D 300 4、下列关于流体切应力的说法中，不正确的是（） A 静止流体，=0τ B 相对平衡流体，=0τ C 理想流体，=0τ D 层流，紊流运动流体，22=()du du l dy dy τμρ+ 5、渗透系数K 的量纲为（）
2 020 021 01 A M L T B M L T C M LT D M LT --- 6、欲保证明渠均匀流原、模型的流动相似，则其渠壁粗糙率比尺n λ与相应的长度比尺l λ与渠底坡度比尺i λ之间的关系为n λ= 1/21/21/21/61/61/21/61/6l i l i l i l i A B C D λλλλλλλλ 7、对于平坡和逆坡棱柱形明渠流动，必有 0000de de de de dE A B C D ds ds ds ds ds >=<=< 8、下列关于渗透模型概念的说法中，不正确的是 A 渗透模型认为渗透式充满整个多孔介质区域的连续水流 B 渗流模型的实质在于把实际并不充满全部空间的液体运动，或是连续空间内的连续介质运动 C 通过渗流模型的流量必须和实际渗流的流量相等 D 渗流模型的阻力可以与实际渗流不等，但对于某一确定的过流断面，有渗流模型得出的动水压力，应当和实际渗流的动水压力相等。 9、有压并联长管1,2的管径、沿程阻力系数相同，管长213l l =，则通过的流量 121212121.5 1.733A Q Q B Q Q C Q Q D Q Q ==== 10、有过水断面面积，糙率，底坡均相同的四条矩形断面棱柱形长直渠道，其底宽b 与均匀流水深h 。有以下几种情况，则通过流量最大的渠道是 10120230340441222.83 1.414 2.67 1.516A b m h m B b m h m C b m h m D b m h m ======== 二、多项选择题 1、在主管长l ，管径d 一定的水平放置的长直工业管道流动中，其欧拉数2 p Eu v ρ?=数随流量Q 的变化规律为 A 层流区，欧拉数Eu 数随流量Q 的增加而减小 B 层、紊流过渡区，欧拉数Eu 数随流量Q 的增加而增加 C 紊流光滑区，欧拉数Eu 数随流量Q 的增加而减小 D 紊流过渡区，欧拉数Eu 数随流量Q 的增加而减小 E 紊流粗糙区，欧拉数Eu 数与流量Q 无关 2、已知突然扩大管段前后管径之比 1 2 0.5d d =，则其相应的局部水头损失m h = 2 2 2 112(1.5)(0.75)(0.75)222v v v A B C g g g
一、 是非题。 1. 流体静止或相对静止状态的等压面一定是水平面。 （错误） 2. 平面无旋流动既存在流函数又存在势函数。 （正确） 3. 附面层分离只能发生在增压减速区。 （正确） 4. 等温管流摩阻随管长增加而增加，速度和压力都减少。 （错误） 5. 相对静止状态的等压面一定也是水平面。 （错误） 6. 平面流只存在流函数，无旋流动存在势函数。 （正确） 7. 流体的静压是指流体的点静压。 （正确） 8. 流线和等势线一定正交。 （正确） 9. 附面层内的流体流动是粘性有旋流动。 （正确） 10. 亚音速绝热管流摩阻随管长增加而增加，速度增加，压力减小。（正确） 11. 相对静止状态的等压面可以是斜面或曲面。 （正确） 12. 超音速绝热管流摩阻随管长增加而增加，速度减小，压力增加。（正确） 13. 壁面静压力的压力中心总是低于受压壁面的形心。 （正确） 14. 相邻两流线的函数值之差，是此两流线间的单宽流量。 （正确） 15. 附面层外的流体流动时理想无旋流动。 （正确） 16. 处于静止或相对平衡液体的水平面是等压面。 （错误） 17.流体的粘滞性随温度变化而变化，温度升高粘滞性减少；温度降低粘滞性增大。 （错误 ) 18流体流动时切应力与流体的粘性有关，与其他无关。 （错误） 二、 填空题。 1、1mmH 2O= 9.807 Pa 2、描述流体运动的方法有 欧拉法 和 拉格朗日法 。 3、流体的主要力学模型是指 连续介质 、 无粘性 和不可压缩性。 4、雷诺数是反映流体流动状态的准数，它反映了流体流动时 惯性力 与 粘性力 的对比关系。 5、流量Q1和Q2，阻抗为S1和S2的两管路并联，则并联后总管路的流量Q 为 ， 总阻抗S 为 。串联后总管路的流量Q 为 ，总阻抗S 为 。 6、流体紊流运动的特征是 脉动现像 ，处理方法是 时均法 。 7、流体在管道中流动时，流动阻力包括 沿程阻力 和 局部阻力 。 8、流体微团的基本运动形式有： 平移运动 、 旋转流动 和 变形 运动 。 9、马赫数气体动力学中一个重要的无因次数，他反映了 惯性力 与 弹性力 的相对比值。 10、稳定流动的流线与迹线 重合 。 11、理想流体伯努力方程=++g 2u r p z 2常数中，其中r p z +称为 测压管 水头。 12、一切平面流动的流场，无论是有旋流动或是无旋流动都存在 流线 ，因而 一切平面流动都存在 流函数 ，但是，只有无旋流动才存在 势函数 。 13、雷诺数之所以能判别 流态 ，是因为它反映了 惯性力
第一章 绪论 1-2、连续介质的概念：流体占据空间的所有各点由连续分布的介质点组成。 流体质点具有以下四层含义： 1、流体质点的宏观尺寸很小很小。 2、流体质点的微观尺寸足够大。 3、流体质点是包含有足够多分子在内的一个物理实体，因而在任何时刻都应该具有一定的宏观物理量。 4、流体质点的形状可以任意划定，因而质点和质点之间可以完全没有空隙。 1- 5、流动性：液体与固体不同之处在于各个质点之间的内聚力极小，易于流动，不能自由地保持固定的形状，只能随着容器形状而变化，这个特性叫做流动性。 惯性：物体反抗外力作用而维持其原有状态的性质。 黏性：指发生相对运动时流体内部呈现内摩擦力而阻止发生剪切变形的一种特性，是流体的固有属性。 内摩擦力或黏滞力：由于流体变形（或不同层的相对运动），而引起的流体内质点间的反向作用力。 F ：内摩擦力；=du F A dy μ±。 τ：单位面积上的内摩擦力或切应力（N/m 2）；= =F du A dy τμ±。 A ：流体的接触面积（m 2）。 μ：与流体性质有关的比例系数，称为动力黏性系数，或称动力黏度。 du dy ：速度梯度，即速度在垂直于该方向上的变化率（1s -）。 黏度：分为动力黏度、运动黏度和相对粘度。 恩氏黏度：试验液体在某一温度下，在自重作用下从直径2.8mm 的测定管中流出200cm 3所需的时间T1与在20℃时流出相同体积蒸馏水所需时间T2之比。1t 2 T E T =。 牛顿流体：服从牛顿内摩擦定律的流体（水、大部分轻油、气体等） 温度、压力对黏性系数的影响？ 温度升高时液体的黏度降低，流动性增加；气体则相反，温度升高时，它的黏度增加。这是因为液体的黏度主要是由分子间的内聚力造成的。压力不是特别高时，压力对动力黏度的影响很小，并且与压力的变化基本是线性关系，当压力急剧升高，黏性就急剧增加。对于可压缩流体来说，运动黏度与压力是密切相关的。在考虑到压缩性时，更多的是动力黏度而不用运动粘度。 压缩性：在温度不变的情况下，流体的体积随压强的增大而变小的性质。 压缩系数βp ：在一定温度下，密度的变化率与压强的变化成正比。1p dV V dp β=-
▲连续介质模型：将流体作为无穷多稠密、没有间隙的流体质点构成的连续介质 ▲压缩性质和膨胀性质：流体在一定的温度下压强增大，体积减小；压强一定，温度变化，体积相应变化。所有流体都具有这种特性。 ▲流体黏性：流体流动时产生的内摩擦力的性质，是物体固有属性，但只有在运动状态下才能显现。 ▲影响粘性的因素：①压强：压强改变对气体和液体的粘性的影响有所不同。由于压强变化，对分子的动量交换影响非常小，所以气体的粘性随压强的变化很小。压强增大时对分子的间距影响明显，故液体的粘性受压强变化的影响较气体大。②温度：温度升高时气体的分子热运动加剧，气体的粘性增大，分子距增大对气体粘性的影响可以忽略不计。对于液体，由于温度升高体积膨胀，分子距增大，分子间的引力减小，故液体的粘性随温度的升高而减小。而液体温度升高引起的液体分子热运动的变化对粘性的影响可以忽略不计。 ▲理想流体：为了处理工程实际问题方便起见建立一个没有黏性的理想流体模型，即把假想没有黏性的流体作为理想流体。 ▲牛顿流体：剪切应力和流体微团角变形速度成正比的流体即符合牛顿内摩擦定律的流体 ▲非牛顿流体：剪切应力和角变形之间不符合牛顿内摩擦定律的流体称为非牛顿流体 ▲表面张力：自由液体分子间引力引起的，其作用结果使得液面好像一张紧的弹性膜 ▲毛细现象：由于内聚力和附着力的差别使得微笑间隙的液面上升和下降的现象 ▲绝对压强：以绝对真空为基准度量的压强 ▲相对压强/计示压强：以大气压为基准的度量 ▲真空：当被测流体的绝对压强低于大气压时，测得的计示压强为负值，负的表压强 ▲流体静压强：当流体处于平衡或相对平衡状态时，作用在流体上的应力只有法向应力而没有切向应力；此时，流体作用面上的法向应力就是静压强p ，nn n p dA dF p -=-（单位Pa ） ▲流体静压强特性：①流体静压强的作用方向沿作用面的内法线方向。②静止流体中任一点的流体静压强与作用面在空间的方位无关，只是坐标点的连续可微函数。 ▲欧拉平衡方程物理意义：在静止流体内部的任一点上，作用在单位质量流体上的质量力和流体静压强相平衡。 ▲流体平衡条件：只有在有势的质量力作用下，不可压缩流体才能处于平衡状态 ▲定常流动：将流场中流动参量均不随时间发生变化的流动；否则称为非定常流动
32学时流体力学课复习题 一、填空题 1、流体是一种受任何微小的都会产生连续的物质。 2、牛顿内摩擦定律：，其中的比例系数称为。 3、作用在流体上的力可分为和两类。 4、水力学中，单位质量力是指作用在单位_____ 液体上的质量力。 5、单位质量力的量纲是。 6、对于不同的流体，体积弹性系数的值不同，弹性模量越，流体越不易被压缩。 7、某点处的绝对压强等于该处的减去该处的。 8、某点处的真空等于该处的减去该处的。 9、某点处的相对压强等于该处的减去该处的。 10、根据的大小，粘性流体的流动状态可分为和。 11、根据流体是否有粘性，流体可分为和。 12、根据流动参数随时间的变化，流体流动可分为流动和流动。 13、连续性方程是定律在流体力学上的数学表达形式。 14、总流伯努利方程是在流体力学上的数学表达形式。 15、计算局部阻力的公式为：；计算沿程阻力的公式为：。 16、相似条件包括、和。 17、沿程阻力主要是由于引起的，而局部阻力则主要是由于引起的。 18、连续性方程表示控制体的________守恒。 19、液体随容器作等角速度旋转时，重力和惯性力的合力总是与液体自由面___ _ 。 20、圆管层流中断面平均流速等于管中最大流速的。 二、简答题 1、简述液体与气体的粘性随温度的变化规律，并说明为什么？ 2、请详细说明作用在流体上的力。 3、简述连续介质假说。 4、何谓不可压缩流体？在什么情况下可以忽略流体的压缩性？ 5、流体静压力有哪两个重要特征？ 6、不同形状的敞开的贮液容器放在桌面上，如果液深相同，容器底部的面积相同，试问作 用于容器底部的总压力是否相同？桌面上受到的容器的作用力是否相同？为什么？ 7、相对平衡的液体的等压面形状与什么因素有关？ 8、静力学的全部内容适用于理想流体还是实际粘性流体？或者两者都可？为什么？ 9、叙述帕斯卡原理，试举例说明它在工程中的应用。 10、何谓压力体？压力体由哪些面围成的？ 11、试述文丘里管测量流量的原理，如果通过文丘里管的流量保持不变，试问管道倾斜放置 与水平放置的两种情况，测得差压计的液面高差是否会改变？为什么？ 12、简述沿程阻力系数随雷诺数的变化规律，并画出其趋势图。 13、流体在渐扩管道中，从截面1流向截面2，若已知在截面1处流体作层流流动。试问， 流体在截面2处是否仍保持层流流动？为什么？ 14、在串联管道、并联管道中，各管段的流量和能量损失分别满足什么关系？ 15、简述水力光滑管和水力粗糙管的定义。一根确定的管子是否永远保持为水力光滑管或水
. A 西南交通大学2004—2005学年第二学期考试试卷 课程：土力学 自然班教学班姓名学号 一、解释或说明（每题2分，共10分） 1. 孔隙比 2. 相对密实度 3. 附加应力 4. 主动土压力 5. 前期固结压力
二、判断题（正确者在题后的括号中打“√”，错误者打“×”且不需改正。每题1分，共计 8分） 1．粘土矿物是化学风化的产物。 （ ） 2．粉土通常是单粒结构形式。 （ ） 3．土的压缩通常是土中孔隙减小及土颗粒压缩的结果。 （ ） 4．压缩模量是土在无侧限压缩时的竖向应力与应变之比。 （ ） 5．按太沙基一维固结理论，固结度与地表荷载大小无关。 （ ） 6．在直剪试验时，剪切破坏面上的剪应力并不是土样所受的最大剪应力。（ ） 7．地基的局部剪切破坏通常会形成延伸到地表的滑动面。 （ ） 8．墙背光滑是朗肯土压力理论的基本假设。 （ ） 三、单项选择题（每题2分，共30分） 1．当 时，粗粒土具有良好的级配。 A. 5u C ≥且13c C ≤≤ B. 5u C ≤且13c C ≤≤ C. 5c C ≥且13u C ≤≤ D. 5u C ≤或13c C ≤≤ 2．下列矿物质中，亲水性最强的是 。 A. 伊利石 B. 蒙脱石 C. 高岭石 D. 石英 3．对填土，我们可通过控制 来保证其具有足够的密实度。 A. s γ B. γ C. d γ D. sat γ 4．一块1kg 的土样，置放一段时间后，含水量由25%下降到20％，则土中的水减少了 kg 。 A. 0.06 B. 0.05 C. 0.04 D. 0.03 5. 在下列指标中，不可能大于1的指标是 。 A. 含水量 B. 孔隙比 C. 液性指数 D. 饱和度 6. 测得某粘性土的液限为40％，塑性指数为17，含水量为30%，则其相应的液性指数为 。 A. 0.59 B. 0.50 C. 0.41 D. 0.35
西南交《工程流体力学》在线作业二 一、单选题（共35 道试题，共70 分。） 1. 应用恒定总流的动量程解题时, 中不应包括( ). . 惯性力 . 压力 . 摩擦力 . 重力 正确答案： 2. 圆管层流，实测管轴线上流速为4m/s，则断面平均流速为( ). . 4m/S . 3.2m/s . 2m/s . lm/s 正确答案： 3. 地下水渐变渗流的浸润线，沿程变化为( ). . 下降 . 保持水平 . 上升 . 以上情况都可能 正确答案： 4. 恒定流是( )。 . 流动随时间按一定规律变化 . 流场中任意空间点的运动要素不随时间变化 . 各过流断面的速度分布相同 . 各过流断面的压强相同 正确答案： 5. 圆管流动过流断面上切应力分布为( )。 . 在过流断面上是常数 . 管轴处是零，且与半径成正比 . 管壁处是零，向管轴线性增大 . 按抛物线分布 正确答案： 6. 堰流的水力现象是( ). . 缓流穿过障壁 . 缓流溢过障壁 . 急流穿过障壁 . 急流溢过障壁 正确答案： 7. 明渠水流模型实验，长度比尺为4，模型流量应为原型流量的( ). . 1/2 . 1/4 . 1/8
. 1/32 正确答案： 8. 某点的真空度为65000P，当地大气压为0．1MP，该点的绝对压强为( )。 . 65000P . 55000P . 35000P . 165000P 正确答案： 9. 欲使水力最优梯形断面渠道的水深和底宽相等,则渠道的边坡系数应为( )。 . 1 . 1 . 0 . 0 正确答案： 10. 水力最优矩形断面，宽深比是( ). . 0.5 . 1 . 2 . 4 正确答案： 11. 并联管道1、2，两管的直径相同，沿程阻力系数相同，长度L2＝3L1，通过的流量为( )。. Q1=Q2 . Q1＝1.5Q2 . Q1=1.73Q2 . Q1＝3Q2 正确答案： 12. 金属测压计的读数为( ) . 绝对压强 . 相对压强 . 真空压强 . 当地大气压 正确答案： 13. 静止液体作用在曲面上的静水总压力的水平分力,式中的( ) . 为受压面形心处的绝对压强 . 为压力中心处的相对压强 . 为受压曲面的面积 . 为受压曲面在铅垂面上的投影面积 正确答案： 14. 形木桶，顶部及底部用环箍紧，桶内盛满液体，顶箍与底箍所受张力之比为( )。 . 1／2 . 1．0 . 2．0 . 3．0 正确答案：
《工程流体力学》综合复习资料 一、 单项选择 1、实际流体的最基本特征是流体具有 。 A 、粘滞性 B 、流动性 C 、可压缩性 D 、延展性 2、 理想流体是一种 的流体。 A 、不考虑重量 B 、 静止不运动 C 、运动时没有摩擦力 3、作用在流体的力有两大类，一类是质量力，另一类是 。 A 、表面力 B 、万有引力 C 、分子引力 D 、粘性力 4、静力学基本方程的表达式 。 A 、常数=p B 、 常数=+γ p z C 、 常数=+ +g 2u γp z 2 5、若流体某点静压强为at p 7.0=绝，则其 。 A 、 at p 3.0=表 B 、Pa p 4 108.93.0??-=表 C 、 O mH p 27=水 真 γ D 、 mmHg p 7603.0?=汞 真 γ 6、液体总是从 大处向这个量小处流动。 A 、位置水头 B 、压力 C 、机械能 D 、动能 7、高为h 的敞口容器装满水，作用在侧面单位宽度平壁面上的 静水总压力为 。 A 、2 h γ B 、 2 2 1h γ C 、22h γ D 、h γ 8、理想不可压缩流体在水平圆管中流动，在过流断面1和2截面()21d d >上 流动参数关系为 。 A 、2121,p p V V >> B 、2121,p p V V << C 、2121,p p V V <> D 、2121,p p V V >< A 、2121,p p V V >> B 、2121,p p V V << C 、2121,p p V V <> D 、2121,p p V V >< 9、并联管路的并联段的总水头损失等于 。 A 、各管的水头损失之和 B 、较长管的水头损失
《土力学》课程教学大纲 一、课程的性质和目的 《土力学》是土木工程专业的专业基础课。开设《土力学》课程的目的，主要是为了使学生掌握土力学的基本概念和基本原理及土力学实验技术，初步了解土力学原理在土木工程中的应用。 二、课程基本要求 通过本课程学习，学生应达到下列要求： 1、了解土的基本性质，理解由于土的特殊性而引起的特殊工程性质以及相应的工程问题。初步掌握土力学实验原理与技术。 2、理解土的固结、压缩以及渗透等基本的力学概念，掌握土的有效应力原理，能够进行地基沉降及固结计算。 3、掌握土的破坏和极限平衡条件，深入理解极限平衡条件在地基承载力、土坡稳定性和土压力问题中的应用。掌握地基承载力的确定方法、土坡稳定性分析常用的瑞典条分法、土压力计算的基本原理与方法。 三、课程教学基本内容（44学时） 该课程主要讲述土的基本物理性质，土的固结、压缩以及渗透理论，土的强度破坏理论和极限平衡条件，地基承载力的确定、土压力和土坡稳定性的计算问题。 (一)土的物理性质及工程分类（6学时） 1. 土的生成、特点；土三相（土粒、水、气）组成、土的颗粒级配曲线（2学时） 2 土的物理状态；（3学时） 3土的结构；土的分类；土的压实性（2学时） (二) 土的渗透性和渗流问题（2学时） 1渗透定律、渗透系数（1学时） 2渗透力及临界梯度; （1学时） (三) 土体中的应力计算（8学时） 1土的应力状态土体的自重应力计算；（2学时） 2附加应力计算；基底接触压力计算（2学时） 3 有效应力原理；（2学时）
4 孔压系数，应力路径；（2学时） (四) 土的压缩性（7学时） 1土的压缩性（2学时） 2 地基沉降计算（压缩层厚确定、分层）（2学时） 3饱和粘土地基一维渗透固结理论；（2学时） 4地基的容许沉降量及措施（1学时） （五）土的抗剪强度(6学时） 1库仑定律、土中一点应力的极限平衡方程；（2学时） 2土抗剪强度试验方法；土抗剪强度机理及影响因素；（2学时） 3 各类抗剪强度指标；（2学时） (六) 挡土结构物上的土压力（6学时） 1土压力的概念, 静止土压力（2学时） 2 朗肯土压力计算, 几种常见主动土压力计算（2学时） 3 库仑土压力；朗肯理论与库仑理论比较（2学时） （七）土坡稳定分析（4学时） 1土坡稳定的概念，无粘性土坡稳定分析；（2学时） 2粘性土坡的稳定分析（条分法）（2学时） （八）地基承载力（4学时） 1 地基变形失稳形式；（2学时） 2地基容许承载力的确定。（2学时） 四、实验内容（12学时） 1 筛分试验：土级配曲线绘制及级配状态分析（2学时） 2 土界限含水量的测定：液限、塑限的测定方法及应用目的（4学时） 3 土的压缩试验：e～p曲线测定、压缩系数、压缩模量计算（4学时） 4 抗剪强度试验：强度指标c、φ的确定（2学时） 五、先修课程要求 高等数学、材料力学、水力学，建筑材料 六、教材及教学参考书 《土力学》，梁钟琪主编，中国铁道出版社
工程流体力学A 第一次作业 四、主观题(共8道小题) 33.简述流体的形态特征和力学特征。 答：形态特征：流体随容器而方圆，没有固定的形状。 力学特征：流体主要承受压力，静止流体不能承受拉力和剪力。 34.一封闭水箱如图所示，已知金属测压计读数Pa，金属测压计中心和容器液面分别比A点高0.5m 和1.5m ，试求液面的绝对压强和相对压强。 解： 由得水箱液面的相对压强 绝对压强或93.1kPa 35.如图所示为测量容器中A点压强的真空计。已知，试求A 点的真空压强及真空度。 解：真空计的测压管中压缩空气压强变化可忽略不计。由题意 得A点真空压强
及真空度 36.如图所示绕铰链C 转动的自动开启式矩形平板闸门。已知闸门倾角为，宽度为，闸门两侧水深分别为和，为避免闸门自动开启，试求转轴C至闸门下端B的距离x。 解：为避免闸门自动打开，由理论力学知必有关系 式中 故 37.利用检查井作闭水试验检验管径的市政排水管道施工质量。已知排水管堵头形心高程为256. 34m，检查井中水面高程为259.04m，试求堵头所受的静水总压力大小。 解：排水管堵头形心处的相对压强 堵头所受的静水总压力
38.如图所示盛水（重度为）容器由半径为 R 的两个半球用 N 个螺栓连接而成，已知测压管水位高出球顶 H ，试求每个螺栓所受的拉力 F 。 解：取上半球为隔离体，由，得 式中为静止液体作用在上半球面上的总压力的铅垂分力，由上半球面的压力体计算得 故每个螺栓所受的拉力为
39.如图所示水流流经等径直角弯管。已知管径mm，管轴上A、B两点高差400mm，U形水银差压计读数=300mm，管流速度m/s，相对压强，，试求相对压强和A、B 两断面间的机械能损失。 解: 由差压计原理 得 由伯努利方程 考虑到,得A、B两断面间的机械能损失
流体力学期末复习资料
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1、流体运动粘度的国际单位为m^2/s 。 2、流体流动中的机械能损失分为沿程损失和局部损失两大类。 3、当压力体与液体在曲面的同侧时，为实压力体。 ４、静水压力的压力中心总是在受压平面形心的下方。 5、圆管层流流动中，其断面上切应力分布与管子半径 的关系为线性关系。 6、当流动处于紊流光滑区时，其沿程水头损失与断面 平均流速的1.7５次方成正比。 ７、当流动处于湍流粗糙区时，其沿程水头损失 与断面平均流速的2 次方成正比。 8、圆管层流流动中,其断面平均流速与最大流速的比值为1/2。 9、水击压强与管道内流动速度成正比关系。 10、减轻有压管路中水击危害的措施一般有: 延长阀门关闭时间，采用过载保护，可能时减低馆内流速。 11、圆管层流流动中,其断面上流速分布与管子半径的关系为二次抛物线。 １2、采用欧拉法描述流体流动时,流体质点的加速度由当地加速度和迁移加速度组成。 1３流体微团的运动可以分解为: 平移运动、线变形运动、角变形运动、旋转运动。 14、教材中介绍的基本平面势流分别为：点源、点汇、点涡、均匀直线流。 １5、螺旋流是由点涡和点汇两种基本势流 所组成。 １6、绕圆柱体无环量流动是由偶极流和 平面均匀流两种势流所组成。
１7、流动阻力分为压差阻力和摩擦阻力。 18、层流底层的厚度与雷诺数成反比。 １9、水击波分为直接水击波和间接水击波。 20、描述流体运动的两种方法为 欧拉法和拉格朗日法。 21、尼古拉兹试验曲线在对数坐标中的图像分为5个区域,它们依次为： 层流层、层流到紊流过渡区、紊流区、 紊流水力粗糙管过渡区、紊流水力粗糙管平方阻力区。 22、绕流物体的阻力由和两 部分组成。 二、名词解释 １、流体:在任何微小剪力的持续作用下能够连续不断变形的物质 2、牛顿流体:把在作剪切运动时满足牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体。 3、等压面：在流体中,压强相等的各点所组成的面称为等压面。 ４、流线:流线是某一瞬时在流场中所作的一条曲线，在这条曲线上的各流体的速度方向都与该曲线相切。 5、流管: 过流管横截面上各点作流线,则得到充满流管的医术流线簇 ６、迹线：流场中某一质点的运动轨迹。 7、控制体：假定平面边界内流动是定常的，并忽略质量力,在边界层的任一处，取单位宽度，沿边界层长度为dx的微元断。 ８、压力管路：在一定压差下，流体充满全管的流动管路。 9、有旋流动：在流体流动中,如果流场中有若干处微元团具有绕过其自身轴线的旋转运动，则称为有旋流动。 1０、层流底层：粘性流体在管道中做紊流流动时，管壁上的流速为零，从管壁起的流速将从零迅速增大,在紧贴管壁的一极薄层内，速度梯度很大，黏性摩擦很大,黏性摩擦切应力其主要作用,处于层流状态，称为层流底层
工程流体力学复习资料 第一章绪论 1.流体(Fluid)：能够流动的物质叫流体，包括液体和气体。 液体——无形状，有一定的体积；不易压缩，存在自由（液）面。 气体——既无形状，也无体积，易于压缩。 自由（液）面——液体和气体的交界面。 2.流体力学定义：研究流体平衡和运动规律及其应用的一门科学。 研究任务：流体所遵循的宏观运动规律以及流体和围物体之间的相互作用。研究法：1）理论分析法: 根据实际问题建立理论模型涉及微分体积法、速度势法、保角变换法；2）实验研究法: 根据实际问题利用相似理论建立实验模型，选择流动介质，设备包括风洞、水槽、水洞、激波管、测试管系等；3）数值计算法：根据理论分析的法建立数学模型，选择合适的计算法，包括有限差分法、有限元法、特征线法、边界元法等，利用商业软件和自编程序计算，得出结果，用实验法加以验证。 流体力学可分为理论流体力学（流体力学）和应用流体力学（工程流体力学）；流体力学研究的容可包括静力学——研究流体的平衡规律以及在平衡状态下流体和固体的作用力和动力学——研究流体的运动规律以及在运动状态下流体和固体的作用力。 3.流体：能够流动的物质叫流体（通俗定义） 在任微小的剪切力的作用下都能够发生连续变形的物质称为流体（力学术语定义） 固体和流体的区别：在受到剪切力持续作用时，固体的变形一般是微小的(如
金属)或有限的(如塑料)，但流体却能产生很大的甚至无限大(作用时间无限长)的变形；当剪切力停止作用后，固体变形能恢复或部分恢复，流体则不作任恢复；固体的切应力由剪切变形量(位移)决定，而流体的切应力与变形量无关，由变形速度(切变率)决定；任意改变均质流体微元排列次序，不影响它的宏观物理性质，任意改变固体微元的排列无疑将它彻底破坏。 4.连续介质模型：将流体作为由无穷多稠密、没有间隙的流体质点构成的连续介质，这就是1755年欧拉提出的“连续介质模型”。 在连续性假设之下，表征流体状态的宏观物理量如速度、压强、密度、温度等在空间和时间上都是连续分布的，都可以作为空间和时间的连续函数。 流体质点：包含有足够多流体分子的微团。在宏观上，流体微团的尺度和流动所涉及的物体的特征长度相比充分的小，小到在数学上可以作为一个点来处理；在微观上，流体微团的尺度和分子的平均自由程（一个分子与其它分子相继两次碰撞之间，经过的直线路程。对个别分子而言，自由程时长时短，但大量分子的自由程具有确定的统计规律，大量分子自由程的平均值称为平均自由程）相比又要足够大。 6.密度：单位体积流体所具有的质量，表征流体在空间的密集程度
1、流体运动粘度的国际单位为m^2/s 。 2、流体流动中的机械能损失分为沿程损失和局部损失两大类。 3、当压力体与液体在曲面的同侧时，为实压力体。 4、静水压力的压力中心总是在受压平面形心的下方。 5、圆管层流流动中，其断面上切应力分布与管子半径 的关系为线性关系。 6、当流动处于紊流光滑区时，其沿程水头损失与断面 平均流速的1.75 次方成正比。 7、当流动处于湍流粗糙区时，其沿程水头损失 与断面平均流速的2 次方成正比。 8、圆管层流流动中，其断面平均流速与最大流速的比值为1/2 。 9、水击压强与管道内流动速度成正比关系。 10、减轻有压管路中水击危害的措施一般有：延长阀门关闭时间, 采用过载保护，可能时减低馆内流速。 11、圆管层流流动中，其断面上流速分布与管子半径的关系为二次抛物线。 12、采用欧拉法描述流体流动时，流体质点的加速度由当地加速度和迁移加速度组成。 13流体微团的运动可以分解为： 平移运动、线变形运动、角变形运动、旋转运动。 14、教材中介绍的基本平面势流分别为：点源、点汇、点涡、均匀直线流。 15、螺旋流是由点涡和点汇两种基本势流 所组成。 16、绕圆柱体无环量流动是由偶极流和 平面均匀流两种势流所组成。 17、流动阻力分为压差阻力和摩擦阻力。 18、层流底层的厚度与雷诺数成反比。 19、水击波分为直接水击波和间接水击波。 20、描述流体运动的两种方法为 欧拉法和拉格朗日法。 21、尼古拉兹试验曲线在对数坐标中的图像分为5个区域，它们依次为： 层流层、层流到紊流过渡区、紊流区、 紊流水力粗糙管过渡区、紊流水力粗糙管平方阻力区。 22、绕流物体的阻力由和两 部分组成。 二、名词解释 1、流体：在任何微小剪力的持续作用下能够连续不断变形的物质 2、牛顿流体：把在作剪切运动时满足牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体。 3、等压面：在流体中，压强相等的各点所组成的面称为等压面。 4、流线：流线是某一瞬时在流场中所作的一条曲线，在这条曲线上的各流体的速度方向都与该曲线相切。 5、流管：过流管横截面上各点作流线，则得到充满流管的医术流线簇 6、迹线：流场中某一质点的运动轨迹。
工程流体力学总复习题 一、名词解释 1. .流体：易流动的物质，包括液体和气体。 2.理想流体：完全没有黏性的流体。 3.实际流体：具有黏性的流体。 4.黏性：是流体阻止发生变形的一种特性。 5.压缩性：在温度不变的条件下，流体在压力作用下体积缩小的性质。 6.膨胀性：在压力不变的条件下，流体温度升高时，其体积增大的性质。 7. 自由液面：与大气相通的液面。 8.重度：流体单位体积内所具有的重量。 9.压力中心：总压力的作用点。 10.相对密度：某液体的密度与标准大气压下4℃(277K)纯水的密度之比。 11.密度：流体单位体积内所具有的质量。 12.控制体：流场中某一确定不变的区域。 13.流线：同一瞬间相邻各点速度方向线的连线。 14. 迹线：流体质点运动的轨迹。 15.水力坡度：沿流程单位长度的水头损失。 16.扬程：由于泵的作用使单位重力液体所增加的能量，叫泵的扬程。 17.湿周：与液体接触的管子断面的周长。 18.当量长度：把局部水头损失换算成相当某L当管长的沿程水头损失时，L当即为当量长度。 19.系统：包含确定不变流体质点的任何集合。 20.水力粗糙：当层流底层的厚度小于管壁粗糙度时，即管壁的粗糙突起部分或全部暴露在 紊流区中，造成新的能量损失，此时的管内流动即为水力粗糙。 21.压力体：是由受压曲面、液体的自由表面或其延长面和由该曲面的最外边界引向液面或 液面延长面的铅垂面所围成的封闭体积。 22.长管：可以忽略管路中的局部水头损失和流速损失的管路。 23.短管：计算中不可以忽略的局部水头损失和流速损失的管路。 24.层流：流动中黏性力影响为主，流体质点间成分层流动主要表现为摩擦。
西南交通大学2008－2009学年第(二)学期考试试卷（茅）（A ） 课程代码 0130700 课程名称 土力学 考试时间 120 分钟 一、解释或说明 （每题3分，共5小题，15分） 1. 不均匀系数 2. 塑限 3. 灵敏度 4. 超固结土 5. 被动土压力 班 级 学 号 姓 名 密封装订线 密封装订线 密封装订线
二、简答题（16分） 1. 如图所示的半径为3m的圆形土质隧道，土的粘聚力为c，内摩擦角为?。设土体受力为轴对称的，即土体中任一点的轴向应力σr及环向应力σt只与距圆心的距离r有关，且σr及σt均为主应力，土体处于弹性状态时的应力分布形式如图所示。试分析说明：（1）隧道开挖后，土体最易发生剪切破坏的位置是哪里？为什么？（2）在隧道的周边上，当土体发生塑性破坏时，其环向应力σt与c、?的关系。（本题8分）
2. 如图所示的土层，设饱和黏土层1、2的性质完全相同，在均匀满布荷载 ．．．．．．作用下发生固结，试分析：（1）在固结过程中，土层1、2中的最大孔隙水压各发生在什么位置？ （2）同一时刻，哪个土层的固结度更大？为什么？ （3）若土层1固结度达到80%需要300天，土层2达到同样的固结度需要多少天？ （本题8分）Array 不透水层
三、计算题（共6小题，69分） 1. 填土的土粒比重为 2.7。碾压前的重度为15.5kN/m3，含水量21％，厚度0.4m；碾压后的重度为19.5kN/m3，含水量为19％。试计算：（1）碾压后 ．．．的．土的干重度、饱 ．．．的．土层的厚度h2；（2）碾压后 和度；（3）碾压前的每1m3填土经碾压后水的流失量 m w（kg）。（说明：计算时水的重度取为10 kN/m3，重力加速度取为10m/s2）（本题14分） 2. 如图所示，土样的高度为L，渗透系数为k。试计算水位由初始高度为H下降到h（h 工程流体力学绪论 一、流体力学的研究对象 二、流体的基本特点 三、连续介质模型 四、流体力学的研究方法及其应用 第一章流体的主要物理性质 §1.1密度、重度和比重 §1.2作用于流体上的力 §1.3流体的压缩性与膨胀性 §1.4流体粘性 §1.5表面张力和毛细现象 第二章流体静力学 §2.1流体静压强及其特性 §2.2流体平衡微分方程式 §2.3 绝对静止液流体的压强分布 §2.4 相对静止流体 §2.5平面上液体的总压力 §2.6曲面上的总压力 §2..7物体在绝对静止液体中的受力第三章流体运动学 §3.1研究流体运动的两种方法 §3.1.1拉格朗日法 §3.1.2欧拉法 §3.1.3拉格朗日方法与欧拉法的转换 §3.2流体运动的基本概念 §3.2.1定常与非定常 §3.2.2迹线和流线 §3.2.3流管、有效过流截面和流量 §3.2.4不可压缩流体和不可压缩均质流体 §3.2.5流体质点的变形 §3.2.6有旋流动和无旋流动 第四第流体动力学基本方程组 §4.1基本概念 §4.2 质量守恒方程（连续性方程） §4.3 运动方程 §4.4 能量方程 §4.5 状态方程 第五第理想流体动力学 §5.1 理想流体运动的动量方程 §5.2 理想流体运动的伯努里方程 §5.3 理想流体运动的拉格朗日积分 §5.4 理想流体运动的动量守恒方程及其应用§5.5 理想流体运动的动量矩定理及其应用 第六第不可压缩粘性流体动力学 §6.1运动微分方程 §6.2 流动阻力及能量损失 §6.3 两种流动状态 §6.4不可压缩流体的定常层流运动 §6.5 雷诺方程和雷诺应力 §6.6 普朗特混合长理论及无界固壁上的紊流运动§6.7 园管内的紊流运动 第七第压力管路水力计算 §7.1实际不可压缩流体的伯努里方程 §7.2 沿程阻力和局部阻力 §7.3 基本管路及其水力损失计算 §7.4 孔口和管嘴出流 第八第量纲分析和相似原理 §8.1 量纲和谐原理 §8.2 量纲分析法 §8.3 相似原理 §8.4模型试验 第一章 绪论 1-2、连续介质的概念：流体占据空间的所有各点由连续分布的介质点组成。 流体质点具有以下四层含义： 1、流体质点的宏观尺寸很小很小。 2、流体质点的微观尺寸足够大。 3、流体质点是包含有足够多分子在的一个物理实体，因而在任何时刻都应该具有一定的宏观物理量。 4、流体质点的形状可以任意划定，因而质点和质点之间可以完全没有空隙。 1- 5、流动性：液体与固体不同之处在于各个质点之间的聚力极小，易于流动，不能自由地保持固定的形状，只能随着容器形状而变化，这个特性叫做流动性。 惯性：物体反抗外力作用而维持其原有状态的性质。 黏性：指发生相对运动时流体部呈现摩擦力而阻止发生剪切变形的一种特性，是流体的固有属性。 摩擦力或黏滞力：由于流体变形（或不同层的相对运动），而引起的流体质点间的反向作用力。 F ：摩擦力；=du F A dy μ±。 τ：单位面积上的摩擦力或切应力（N/m 2）；= =F du A dy τμ±。 A ：流体的接触面积（m 2）。 μ：与流体性质有关的比例系数，称为动力黏性系数，或称动力黏度。 du dy ：速度梯度，即速度在垂直于该方向上的变化率（1s -）。 黏度：分为动力黏度、运动黏度和相对粘度。 恩氏黏度：试验液体在某一温度下，在自重作用下从直径2.8mm 的测定管中流出200cm 3所需的时间T1与在20℃时流出相同体积蒸馏水所需时间T2之比。1t 2 T E T =。 牛顿流体：服从牛顿摩擦定律的流体（水、大部分轻油、气体等） 温度、压力对黏性系数的影响？ 温度升高时液体的黏度降低，流动性增加；气体则相反，温度升高时，它的黏度增加。这是因为液体的黏度主要是由分子间的聚力造成的。压力不是特别高时，压力对动力黏度的影响很小，并且与压力的变化基本是线性关系，当压力急剧升高，黏性就急剧增加。对于可压缩流体来说，运动黏度与压力是密切相关的。在考虑到压缩性时，更多的是动力黏度而不用运动粘度。 压缩性：在温度不变的情况下，流体的体积随压强的增大而变小的性质。 压缩系数βp ：在一定温度下，密度的变化率与压强的变化成正比。1p dV V dp β=- 12V V V ?=-，V1、V1分别是压强为P1、P2时流体的体积。 21p p p ?=-，p1、p2分别是流体体积为V1、V2时的压力。 流体弹性力的大小用体积系数或体积弹性模数表示，体积弹性模数是体积压缩系数的倒数。用1 =K ρβ来度量。 膨胀性：在压强不变的情况下，流体体积随温度升高而变化的性质。 膨胀系数βt ：在一定压强下，体积的变化率与温度的变化成正比。/t dV V dT β= =210T T T ?-＞，温度升高量，单位为K 或℃。 =21V V V ?-＞0，体积增大量，单位为3m 。 表面力σ：液体分子间有聚力（吸引力），但在液体与气体交界的自由面上，各 习题库 [1]. 某原状土样经试验测得天然密度 ρ=1.7t/m 3 ，含水量 w=25.2％，土粒比重 Gs=2.72。 试求该土的孔隙比 e 、孔隙率 n 、饱和度 Sr 、干重度γd 、饱和重度 γsat 和有效重度γ′ [2]. 某粘性土的天然含水量 w=35.2％，液限 wL=40％，塑限 wP=25％，试求该 土的塑性指数 IP 和液性指数 IL ，并确定该土的状态。 [3]. 从某天然砂土层中取得的试样通过试验测得其含水率 w=11％，天然密度ρ =1.70g/cm3最小干密度为 1.41g/cm3，最大干密度为 1.75g/cm3，试判断该砂土的密实程度。 [4]. 塑性指数的物理意义及其影响因素。 [5]. 概念解释 土的结构性： 土的灵敏度 [6]. 组成粘性土的主要矿物成分是什么。 [7]. 设做变水头渗透试验的粘土试样的截面积为 30cm2，厚度为 4cm ，渗透仪 细玻璃管的内径为 0.4cm ，试验开始时的水位差为 145cm ，经时段 7分 25秒观察得水位差为 130cm ，试验时的水温为 20°C ，试求试样的渗透系数。 [8]. 简要回答影响土的渗透性的因素主要有那些。 [9]. 何谓土的渗透性。达西渗透定律及其影响因素。 [10]. 何谓土的渗透系数。回答土的渗透系数及其影响因素。 [11].什么叫毛细水。毛细水有何特性。 [12].设有如图所示的多层地基，各土层的厚度及重度示于图中，试求各土层交 界面上的自重应力并绘出自重应力沿深度的分布图。 习题12计算图 [13].某基础底面尺寸为20m×l0m，其上作用有24000kN竖向荷载，计算：（1） 若为轴心荷载，求基底压力；（2）若合力偏心距ey＝0，ex=0.5m，如图所示，再求基底压力；（3）若偏心距ex≥1.8m时，基底压力又为多少。 习题13计算图 [14].有一均布荷载p =l00kPa，荷载面积为2m ×1m，如图所示。求荷载面上角 点A、边点E、中心点O、以及荷载面外F点和G点各点下z =1m深度处的附加应力。利用计算结果说明附加应力的扩散规律。工程流体力学总复习
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