流体力学B

流体力学试题及答案一、选择题1. 在静水中，对于不同形状的物体，哪一项描述是正确的？A. 每个物体受到的浮力相同。

B. 浮力与物体的形状无关。

C. 浮力只与物体的质量有关。

D. 浮力与物体的密度无关。

答案：B. 浮力与物体的形状无关。

2. 当一个物体在液体中浸没时，下列哪一项是正确的？A. 物体受到的浮力等于物体的重力。

B. 物体受到的浮力小于物体的重力。

C. 物体受到的浮力大于物体的重力。

D. 浮力与物体的重力无关。

答案：A. 物体受到的浮力等于物体的重力。

3. 下列关于压强的说法，哪一项是正确的？A. 压强与物体的面积成反比。

B. 压强只与物体的质量有关。

C. 压强与液体的密度无关。

D. 压强与液体的深度成正比。

答案：D. 压强与液体的深度成正比。

4. 当液体从一细管中流出时，根据伯努利定理，下列哪一项是正确的？A. 流速越大，压强越小。

B. 流速越小，压强越小。

C. 流速越大，压强越大。

D. 流速与压强无关。

答案：A. 流速越大，压强越小。

5. 下列哪一项是正确的？A. 黏性流体的黏度随温度而增加。

B. 非黏性流体的黏度随温度而减小。

C. 非黏性流体的黏度随温度而增加。

D. 黏性流体的黏度与温度无关。

答案：C. 非黏性流体的黏度随温度而增加。

二、填空题1. 流量的单位是__________。

答案：升/秒或米^3/秒2. 流体的黏滞系数是_____________。

答案：黏度3. 当一个物体浸没在水中时，所受到的浮力等于所排开的水的__________。

答案：重量或质量4. 斯托克斯定律适用于小颗粒在____________中运动的情况。

答案：黏性流体5. 流体在维持稳定的情况下，其流速越大，压强越__________。

答案：小三、计算题1. 一个球体在液体中的浸没深度为30cm，球的质量为400g，液体的密度为800kg/m^3。

求球受到的浮力大小。

答案：球受到的浮力大小等于所排开的液体的重力大小，即体积乘以液体的密度乘以重力加速度。

流体力学bm数标题：流体力学中的BM数及其应用引言：在流体力学中，BM数（也称为本杰明-密涅尼数）是一种无量纲数，用于描述流体在固体表面上运动时的特性。

它在多个领域中有广泛的应用，包括航空航天、海洋工程和生物医学等。

本文将介绍BM 数的定义和计算方法，然后重点讨论其在不同领域中的应用。

BM数的定义：BM数是流体力学中用于描述流体在固体表面上运动时的特性的无量纲数。

它是根据流体的粘性和密度以及固体表面的特性来计算的。

BM数的计算公式是BM = (ρ * U * L) / μ，其中ρ是流体的密度，U 是流体的速度，L是固体表面上的特征长度，μ是流体的动力粘度。

BM数的应用：1. 航空航天领域中，BM数被广泛应用于翼型的设计。

通过改变翼型的几何形状和流体的速度，可以调整BM数来实现不同的气动性能，如升力和阻力的控制。

这对于飞机的性能和燃油效率至关重要。

2. 海洋工程中，BM数被用于设计和优化海洋结构物的抗风浪能力。

通过调整结构物的几何形状和流体的速度，可以控制BM数，从而改善结构物的稳定性和耐久性。

3. 生物医学领域中，BM数被用于研究血液流动的特性。

通过计算血液在血管内的BM数，可以评估血液的流动性和血管的阻力。

这对于研究心血管疾病和设计人工心脏辅助装置等具有重要意义。

4. 工业流体力学中，BM数被应用于流体输送和管道设计。

通过控制BM数，可以优化流体的输送效率和管道的阻力。

这对于工业生产和流体输送系统的设计具有重要意义。

结论：BM数作为流体力学中的重要参数，在航空航天、海洋工程、生物医学和工业流体力学等多个领域中都有广泛的应用。

它的定义和计算方法相对简单，但在实际应用中却具有重要的意义。

通过调整BM数，可以控制流体的运动特性，从而优化系统的性能和效率。

因此，深入研究和应用BM数对于推动相关领域的发展具有重要意义。

工程流体力学实验指导书和报告班级：学号：姓名：安徽建筑大学流体力学实验中心目录1 流体静力学综合型实验 (3)2 恒定总流伯努利方程综合性实验 (10)3动量定律综合型实验............................................. . ............. .. (21)1 流体静力学综合型实验一、实验目的和要求1.掌握用测压管测量流体静压强的技能；2.验证不可压缩流体静力学基本方程；3.测定油的密度；4.通过对诸多流体静力学现象的实验观察分析，加深流体静力学基本概念理解，提高解决静力学实际问题的能力。

二、实验装置1．实验装置简图实验装置及各部分名称如图1所示。

图.1 流体静力学综合型实验装置图1. 测压管2. 带标尺测压管3. 连通管4. 通气阀5. 加压打气球6. 真空测压管7. 截止阀8. U型测压管9. 油柱10. 水柱11. 减压放水阀说明：下述中的仪器部件编号均指实验装置图中的编号，如测管2即为图1中“2. 带标尺测压管”。

后述各实验中述及的仪器部件编号也均指相应实验装置图中的编号。

2. 装置说明(1) 流体测点静压强的测量方法之一——测压管流体的流动要素有压强、水位、流速、流量等。

压强的测量方法有机械式测量方法与电测法，测量的仪器有静态与动态之分。

测量流体点压强的测压管属机械式静态测量仪器。

测压管是一端连通于流体被测点，另一端开口于大气的透明管，适用于测量流体测点的静态低压范围的相对压强，测量精度为1mm 。

测压管分直管型和“U ”型。

直管型如图1中管2所示，其测点压强p gh ρ=，h 为测压管液面至测点的竖直高度。

“U ”型如图中管1与管8所示。

直管型测压管要求液体测点的绝对压强大于当地大气压，否则因气体流入测点而无法测压；“U ”型测压管可测量液体测点的负压，例如管1中当测压管液面低于测点时的情况；“U ”型测压管还可测量气体的点压强，如管8所示，一般“U ”型管中为单一液体（本装置因其它实验需要在管8中装有油和水两种液体），测点气压为p g h ρ=∆，∆h 为“U ”型测压管两液面的高度差，当管中接触大气的自由液面高于另一液面时∆h 为 “+”，反之∆h 为“-”。

一、选择题（每题3分，共30分）1、( )管中层流时过流断面上的流速分布。

A．趋于平面B．呈抛物面C．趋于圆锥面D．呈半圆面2、( )管中层流时，水头损失正比于流速的次方。

A．1 B．2 C．1．25 D．1．753、( )两根管子的综合阻力参数分别为K1=90000，K2=40000。

串联连接的总的综合阻力参数是并联的倍。

A．7 B．8 C．9 D．104、( )计算突然扩大管的水头损失不能用下列公式。

A．(V1-V2)2╱2g B．（V12-V22）╱2gC．ζ1V12╱2g D．ζ2V22╱2g5、( )达西公式用于计算水头损失。

A．局部B．沿程C．压强D．功率6、（）如果流体是均质的，则其重度为。

A．G╱V B．M╱V C．V╱M D．V╱G7、（）下列单位中那一个是比体积的单位？A．kg╱m3 B．N╱m3 C．m3╱kg D．无量纲系数8、（）体积压缩系数的物理意义是当不变时，每增加单位所产生流体的相对变化率，正确的填空顺序是。

A．温度体积压强B．压强温度体积C．体积温度压强D．温度压强体积9、（）液体当满足下列条件时其粘度增大。

A．压强增大，温度降低B．压强减小，温度降低C．压强增大，温度升高D．压强减小，温度升高10、（）如不特殊指出，在常用的国际单位制中，流量的单位通常是指下列中的。

A．m3╱s B．l╱min C．l╱s D．kg╱s二、简答题（每题7分，共70分）1、使用图解法和解析法求静水总压力时，对受压面的形状各有无限制？为什么？2、浮体的平衡稳定条件是什么？当r<e和r=e时，浮体各处于什么状态？3、什么是流线、迹线、色线？它们有何区别？4、实际水流中存在流线吗？引入流线概念的意义何在？5、“只有当过水断面上各点的实际流速均相等时，水流才是均匀流”，该说法是否正确？为什么？6、恒定流、均匀流等各有什么特点？7、欧拉法、拉格朗日方法各以什么作为其研究对象？对于工程来说，哪种方法是可行的？8、实际流体区别于理想流体有何特点？理想流体的运动微分方程与实际流体的运动微分方程有何联系？9、欧拉运动微分方程组在势流条件下的积分形式的应用与沿流线的积分有何不同？10、流函数、势函数的存在条件各是什么？它们是否都满足拉普拉斯方程形式？。

流体力学B 篇题解B1题解BP1.1.1 根据阿佛迦德罗定律，在标准状态下（T = 273°K ，p = 1.013×105Pa ）一摩尔空气（28.96ɡ）含有6.022×10 23个分子。

在地球表面上70 km 高空测量得空气密度为8.75×10 -5㎏/m 3。

试估算此处 10 3μm 3体积的空气中，含多少分子数n (一般认为n <106时，连续介质假设不再成立)答： n = 1.82×10 3提示：计算每个空气分子的质量和103μm 3体积空气的质量 解： 每个空气分子的质量为 g 1081.410022.6g 96.282323-⨯=⨯=m 设70 km 处103μm 3体积空气的质量为M g 1075.8)m 1010)(kg/m 1075.8(20318335---⨯=⨯⨯=M323201082.1g1081.4g 1075.8⨯=⨯⨯==--m M n 说明在离地面70 km 高空的稀薄大气中连续介质假设不再成立。

BP1.3.1 两无限大平行平板，保持两板的间距δ= 0.2 mm 。

板间充满锭子油，粘度为μ=0.01Pa ⋅s ，密度为ρ= 800 kg / m 3。

若下板固定，上板以u = 0.5 m / s 的速度滑移，设油内沿板垂直方向y 的速度u (y)为线性分布，试求： (1) 锭子油运动的粘度υ；(2) 上下板的粘性切应力η1、η2 。

答： υ= 1.25×10 – 5 m 2/s, η1=η2= 25N/m 2。

提示：用牛顿粘性定侓求解，速度梯度取平均值。

解：(1 ) /s m 1025.1kg/m800/sm kg 0.0125-3⨯===ρμν （2）沿垂直方向（y 轴）速度梯度保持常数，δμμττ/21u dydu==== (0.01Ns / m 2)(0.5m/s)/(0.2×10-3m)=25N/m 2 BP1.3.2 20℃的水在两固定的平行平板间作定常层流流动。

1、单位质量力：mF f B B = 2、流体的运动粘度：ρμ=v （μ[动力]粘度，ρ密度） 3、压缩系数：dp d dp dV V ρρκ•=•-=11（κ的单位是N m 2）体积模量为压缩系数的倒数4、体积膨胀系数：dT d dT dV V v ρρα•-=•=11（v α的单位是C K ︒1,1） 5、牛顿内摩擦定律：为液体厚）为运动速度，以应力表示为y u dydu dy du A T (,μτμ== 6、静止液体某点压强：为该点到液面的距离）h gh p z z g p p ()(000ρρ+=-+=7、静水总压力：)h (为受压面积，为受压面形心淹没深度为静水总压力，A p ghA A p p c ρ==8、元流伯努利方程;'2221112w h gp z g u g p z ++=++ρρ('w h 为粘性流体元流单位重量流体由过流断面1-1运动至过流断面2-2的机械能损失，z 为某点的位置高度或位置水头，gp ρ为测压管高度或压强水头，gu ρ2是单位流体具有的动能，u gh g p p g u 22'=-=ρ，u gh C gp p g C u 22'=-=ρC 是修正系数，数值接近于1） 9、总流伯努利方程:w h gv g p z g v g p z +++=++222221221111αραρ(α为修正系数通常取1） 10、文丘里流量计测管道流量：)21)(41()()(42122211g d d d k h k g p z g p z k Q -=∆=+-+=πμρρμ11、沿程水头损失一般表达式：gv d l h f 22λ=（l 为管长，d 为管径，v 为断面平均流速，g 为重力加速度，λ为沿程阻力系数）12、局部水头损失一般表达式：对应的断面平均流速）为为局部水头损失系数，ςςςv gv h j (22= 13、圆管流雷诺数：为圆管直径）为运动粘度，为流速，d v (u vud R e = 14、非圆管道流雷诺数：χA R R v uR R e ==水力半径为水力半径,(A 为过流断面面积，x 为过流断面上流体与固体接触的周界，矩形断面明渠流的水力半径：h b bh R 2+=，b 为明渠宽度，h 为明渠水深）15、均匀流动方程式：gRJ lh gR gR l gA l h f f ρρςρςρχς====000或（R 为水力半径，J 为水力坡度，l h J f=）16、流束的均匀流动方程：''J gR ρτ=(τ为所取流束表面的剪应力，'R 为所取流束的水力半径，'J 为所取流束的水力坡度，与总水流坡度相等）17、过流断面上的流速分布的解析式：)(4220r r gJ u -=μρ 18、平均流速：20208r gJ r Q A Q v μρπ===，断面平均流速与最大流速的关系：max 21u v = 19、沿程水头损失：为沿程摩阻系数其中λλ,22Re 6422gv d l g v d l h f ==，沿程摩阻系数：Re64=λ 20、谢才公式：RJ C RJ g v ==λ8（v 为断面平均流速，R 为水力半径，J 为水力坡度，C 为谢才系数） 21、曼宁公式：)(15.061s m R nC =（n 为综合反映壁面对水流阻滞作用的系数，称为粗糙系数，R 为水力半径）22、局部水头损失：22122211)1(,)1(-=-=A A A A ξξ,21,A A 分别为扩大前断面1-1和正常状态断面2-2的面积，21,ξξ分别为突然扩大前、后两个断面的平均流速对应的两个局部水头损失系数。