中国科学院大学流体力学导论试卷

流体力学试卷及答案一一、判断题1、 根据牛顿内摩擦定律，当流体流动时，流体内部内摩擦力大小与该处的流速大小成正比。

2、 一个接触液体的平面壁上形心处的水静压强正好等于整个受压壁面上所有各点水静压强的平均值。

3、 流体流动时，只有当流速大小发生改变的情况下才有动量的变化。

4、 在相同条件下，管嘴出流流量系数大于孔口出流流量系数。

5、 稳定（定常）流一定是缓变流动。

6、 水击产生的根本原因是液体具有粘性。

7、 长管是指运算过程中流速水头不能略去的流动管路。

8、 所谓水力光滑管是指内壁面粗糙度很小的管道。

9、 外径为D ，内径为d 的环形过流有效断面，其水力半径为4d D -。

10、凡是满管流流动，任何断面上的压强均大于大气的压强。

二、填空题1、某输水安装的文丘利管流量计，当其汞-水压差计上读数cm h 4=∆，通过的流量为s L /2，分析当汞水压差计读数cm h 9=∆，通过流量为 L/s 。

2、运动粘度与动力粘度的关系是 ，其国际单位是 。

3、因次分析的基本原理是： ；具体计算方法分为两种 。

4、断面平均流速V 与实际流速u 的区别是 。

5、实际流体总流的伯诺利方程表达式为 ，其适用条件是 。

6、泵的扬程H 是指 。

7、稳定流的动量方程表达式为 。

8、计算水头损失的公式为 与 。

9、牛顿内摩擦定律的表达式 ，其适用范围是 。

10、压力中心是指 。

三、简答题1、 稳定流动与不稳定流动。

2、 产生流动阻力的原因。

3、 串联管路的水力特性。

4、 如何区分水力光滑管和水力粗糙管，两者是否固定不变？5、 静压强的两个特性。

6、 连续介质假设的内容。

7、 实际流体总流的伯诺利方程表达式及其适用条件。

8、 因次分析方法的基本原理。

9、 欧拉数的定义式及物理意义。

10、压力管路的定义。

11、长管计算的第一类问题。

12、作用水头的定义。

13、喷射泵的工作原理。

14、动量方程的标量形式。

15、等压面的特性。

16、空间连续性微分方程式及其物理意义。

中国科学院大气物理研究所
2006年博士生入学试题
《计算地球流体力学》(满分100)
一. 简答题（20分）
分析差分格式计算稳定性的范数法、福氏法和启发性分析法各有何优缺
点？试简述之。

二. 简答题（25分）
何谓瞬时平方守恒格式？何谓隐式完全平方守恒格式？何谓显式完全平方
守恒差分格式？试举例说明如何将瞬时平方守恒格式改写为隐式的和显式的完全平方守恒格式。

三. （25分）试用von Neumann 方法分析如下差分方程组的计算稳定性：
⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧--=∆--=∆-++++n j n j n j n j n j n j n j n j kv fu t v v ku fv t u u 1111
其中：f,k 为正常数。

试说明上方程组如何求解最方便，为什么？
四. （30分）今对二维无辐散非线性平流方程组
第1页共2页
⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=∂∂+∂∂=∂∂+∂∂+∂∂=∂∂+∂∂+∂∂000y v x
u y v v x v u t v y u v x u u t u
构造差分格式如下：
[][][][]⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=+=++++=++++++00)(21)(210
)(21)(21y y x x y y y y x x x x t y y y y x x x x t v u vv v v uv v u v vu u v uu u u u 试将上述差分格式改写为算子方程形式，并从算子非负性、计算稳定性和
能量守恒性的角度作简要分析。

流体力学期末试卷（含答案）一．名词解释（共10小题，每题3分，共30分）粘滞性；量纲和谐；质量力；微元控制体；稳态流动；动量损失厚度；水力当量直径；逆压力梯度；连续介质假说；淹深二．选择题（共10小题，每题2分，共20分）1．液体粘度随温度的升高而___，气体粘度随温度的升高而___()。

A.减小，增大；B.增大，减小；C.减小，不变；D.减小，减小2．等角速度ω旋转容器，半径为R，盛有密度为ρ的液体，则旋转前后容器底压强分布()；A.相同；B.不相同；底部所受总压力()。

A.相等；B.不相等。

3．某点的真空度为65000Pa，当地大气压为0.1MPa，该点的绝对压强为：A.65000Pa； B.55000Pa； C.35000Pa； D.165000Pa。

4．静止流体中任意形状平面壁上压力值等于___处静水压强与受压面积的乘积（）。

A.受压面的中心;B.受压面的重心;C.受压面的形心;D.受压面的垂心; 5．粘性流体静压水头线的沿流程变化的规律是()。

A．沿程下降B．沿程上升C．保持水平D．前三种情况都有可能。

6．流动有势的充分必要条件是()。

A．流动是无旋的；B．必须是平面流动；C．必须是无旋的平面流动；D．流线是直线的流动。

7．动力粘滞系数的单位是()。

A N·s/m B.N·s/m2 C.m2/s D.m/s8．雷诺实验中，由层流向紊流过渡的临界流速v cr'和由紊流向层流过渡的临界流速v cr之间的关系是()。

A.v cr'＜v cr；B.v cr'＞v cr；C.v cr'＝v cr；D.不确定9．在如图所示的密闭容器上装有U形水银测压计,其中1、2、3点位于同一水平面上，其压强关系为：A.p1=p2=p3；B.p1>p2>p3；C.p1<p2<p3；D.p2<p1<p3。

10．流函数(又称拉格朗日流函数)存在的充分必要条件是（）A.有势流动；B.不可压缩流体的流动；C.平面流动；D.不可压缩流体的平面流动。

流体力学基础期末考试试卷姓名＿＿___＿＿___ 学号___＿__＿__＿ 班级________＿＿ 得分__＿__＿____一、简答题(30分）1. 什么是粘性?气体与液体的粘性随温度变化趋势有什么不同？为什么？答:相邻两层流体做相对运动时存在内摩擦作用,称为粘性力。

粘性是流体抵抗剪切变形能力的一种量度。

液体间粘性力主要由分子内聚力形成,气体间粘性力主要由分子动量交换形成的,所以导致气体与液体粘性随温度变化趋势不同，具体表现为：液体粘性随温度升高而降低(温度升高,分子间距增大,内聚力降低),气体粘性随温度升高而升高（温度升高,分子运动加剧,动量交换加剧）。

2. 简述单位与量纲的联系与区别，简述Re, Ｆｒ的物理意义答:单位是某一物理参数的量度，包含了物理量的物理特性与尺度。

量纲表示物理量的物理特性。

R ｅ是惯性力与粘性力的比较，Fr 是惯性力与重力的比较。

3. 什么是边界层厚度，位移厚度及动量厚度?答:边界层厚度是速度等于外流速度的99%时的厚度；位移厚度--将由于不滑移条件造成的质量亏损折算成无粘性流体的流量相应的厚度，又称为质量亏损厚度;动量厚度-－将由于不滑移条件造成的动量流量亏损折算成无粘性流体的动量流量相应的厚度。

4. 什么是流线,迹线及烟线?答:流线:流场中的一条曲线,曲线上各点的速度矢量方向和曲线在该点的切线方向相同。

迹线：流体质点在空间运动时描绘出来的曲线。

烟线:从流场中的一个固定点向流场中连续地注入与流体密度相同的染色液,该染色液形成一条纤细色线,称为脉线。

或另定义如下,把相继经过流场同一空间点的流体质点在某瞬时连接起来得到的一条线。

5. 简述层流与湍流的区别答:层流：是流体的一种流动状态。

当流速很小时,流体分层流动，互不混合，其流动行为可以预测。

湍流：是流体的一种流动状态。

流体运动具有随机性,强混合性与有旋性,其流动行为不可预测,本质上是三维，非定常的。

二、运算题1. (1５分）拉格朗日变数 (ａ, b, c ） 给出的流体运动规律为：2222)1(,)1(,--+=+==t ce z t b y ae x t t1）求以欧拉方法描述的速度 ２）流动是否定常？ 3）求加速度答：1）设速度场三个分量为 ｕ，v,w消去拉氏变数: 222, , 11y ztu x v w tt=-==++22t x u ae t -∂==-∂22(1)2(1)1y b t v b t t t ∂+==+=∂+222232(1)2[(1)(1)]1t t z ce t t w ce t t t t ---∂+==+-+=∂+2）欧拉表达式中包括变量t , 是不定常流动。

2020-2021《流体力学》期末课程考试试卷一、单项选择题（每题1分，共8分）1．不可压缩流体，可认为其密度在流场中（ ）。

A.随压强增加而增加 B.随压强减小而增加 C.随体积增加而减小 D.与压强变化无关 2．气体温度增加，气体粘度（ ）。

A.增加B.减小C.不变D.增加或减小 3．理想流体与实际流体的主要区别在于( )。

A.是否考虑易流动性B.是否考虑粘滞性C.是否考虑重力特性D.是否考虑惯性4．流体动力粘度的单位是( )A.m 2/sB.N/m 2C.N·sD.Pa·s 5．在列伯努利方程时，方程两边的压强项必须( ) A ．均为表压强 B.均为绝对压强C.同为表压强或同为绝对压强D.一边为表压强一边为绝对压强 6．在同一瞬时，位于流线上各个流体质点的速度方向总是在该点，且与此流线（ ）。

A.相切B.重合C.平行D.相交7．在缓变流的同一有效截面中，流体的压强分布满足（ ）A ．P ＝CB ．C Z gp=+ρC ．C 2gvg p 2=+ρ D ．C 2gv Z g p 2=++ρ 8．管路水力计算中的所谓长管是指（ ）A ． 长度很长的管路B ．总能量损失很大的管路C ．局部损失与沿程损失相比较可以忽略的管路D ．局部损失与沿程损失均不能忽略的管路二、判断题（对的打“√”，错的打“×”，每空1分，共10分）1. 气体的粘性小，随温度的升高其粘性减小；液体的粘性大，随温度的升高其粘性降低。

( )2. 当某点的表压力为负值时，说明该点存在真空。

( )3. 理想不可压缩流体是指没有粘性且密度为常数的流体。

( )4. 压力表实际测得的压强是绝对压强。

( )5. 拉格朗日法研究个别流体质点在不同时刻的运动情况，而欧拉法研究同一时刻流体质点在不同空间位置的运动情况。

( )6. 流线可以相交或转折。

( )7. 流量一定时，不可压缩恒定流体的过流断面愈大，则流速愈大。

流体力学复习题-----2013制一、填空题1、1mmH 2O= 9.807 Pa2、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 粘性力 与 惯性力 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Q= Q1 + Q2，总阻抗S 为 。

串联后总管路的流量Q 为Q= Q1 =Q2，总阻抗S 为S1+S2 。

6、流体紊流运动的特征是 脉动现行 ，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rp 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 和 粘性力 的对比关系。

14、流体的主要力学性质有 粘滞性 、 惯性 、 重力性 、 表面张力性 和 压缩膨胀性 。

15、毕托管是广泛应用于测量 气体和 水流一种仪器。

16、流体的力学模型按粘性是否作用分为 理想气体 和 粘性气体 。

作用与液上的力包括 质量力， 表面力。

17、力学相似的三个方面包括 几何相似 、 运动相似 与 动力相似 。

18、流体的力学模型是 连续介质 模型。

19、理想气体伯努力方程2u z -z p 2g 21ργγα+-+））（（中，））（（g 21z -z p γγα-+称 势压 ，2u p 2ρ+ 全压 ， 2u z -z p 2g 21ργγα+-+））（（称总压20、紊流射流的动力特征是 各横截面上的动量相等 。

一、单项选择题1．与牛顿内摩擦定律有关的因素是〔A〕A压强、速度和粘度；B流体的粘度、切应力与角变形率；C切应力、温度、粘度和速度； D压强、粘度和角变形。

2．流体是一种〔D〕物质。

A不断膨胀直到充满容器的；B实际上是不可压缩的；C不能承受剪切力的；D 在任一剪切力的作用下不能保持静止的。

3.圆管层流流动，过流断面上切应力分布为〔B〕A.在过流断面上是常数；B.管轴处是零，且与半径成正比；C.管壁处是零，向管轴线性增大；D. 按抛物线分布。

4.在圆管流中，层流的断面流速分布符合〔C〕A.均匀规律；B.直线变化规律；C.抛物线规律；D. 对+曲线规律。

5. 圆管层流，实测管轴线上流速为4m／s，那么断面平均流速为〔〕A. 4m／s；B. 3.2m／s；C. 2m／s；D. 1m ／s。

6.应用动量方程求流体对物体的合力时，进、出口的压强应使用〔〕A 绝对压强B 相对压强C 大气压D 真空度7.流量为Q ，速度为v 的射流冲击一块与流向垂直的平板，那么平板受到的冲击力为〔〕A QvB Qv 2C ρQvD ρQv 28.在〔D 〕流动中，伯努利方程不成立。

(A)定常 (B) 理想流体 (C) 不可压缩 (D) 可压缩9.速度水头的表达式为〔D 〕 (A)h g 2 (B)2ρ2v (C) 22v (D) g v 2210.在总流的伯努利方程中的速度v 是〔B 〕速度。

(A) 某点 (B) 截面平均 (C) 截面形心处 (D) 截面上最大11.应用总流的伯努利方程时，两截面之间〔D 〕 。

(A)必须都是急变流 (B) 必须都是缓变流(C) 不能出现急变流 (D) 可以出现急变流12.定常流动是〔B 〕A.流动随时间按一定规律变化；B.流场中任意空间点的运动要素不随时间变化；C.各过流断面的速度分布一样；D.各过流断面的压强一样。

13.非定常流动是 〔B 〕A. 0=∂∂t uB. 0≠∂∂t uC. 0=∂∂s uD.0≠∂∂s u 14.任意形状平面壁上静水压力的大小等于〔C 〕处静水压强乘以受压面的面积。

一 【2 】.填空题：1.描写流体活动的办法有拉格朗日法和欧拉法.2.流体的重要力学模子是指持续介质.无粘性和不可紧缩性.3.雷诺数是反应流体流淌状况的准数,它反应了流体流淌时惯性力与粘性力的比较关系.4.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Q=Q1+Q2,总阻抗S 为21111S S S +=.串联后总管路的流量Q 为 Q=Q1=Q2,总阻抗S 为S=S1+S2.5.流体紊流活动的特点是脉动现象,处理办法是时均法.6.流体在管道中流淌时流淌阻力包括沿程阻力和局部阻力.7.流体微团的根本活动情势有：平移活动.扭转活动和变形活动.8.稳固流淌的流线与迹线重合.9.幻想流体伯尽力方程=++g 2u r p z 2常数中,个中r p z +称为测压管水头.10.雷诺数之所以能判别流态,是因为它反应了惯性力和粘性力的比较关系.11.流体的重要力学性质有惯性;重力性;粘滞性;紧缩性和热胀性;表面张力特点.12.流体的力学模子按粘性是否感化分为幻想流体和现实流体.感化在液体上的力包括质量力,表面力.13.力学类似的三个方面包括活动类似.几何类似与动力类似.14.流体的力学模子是持续介质模子.15.流体的牛顿内摩擦定律的表达式ι=μdy/dt,u的单位为pa.s.16.流体微团的活动是由平移活动.扭转活动,角变形活动和线变形活动四种根本活动情势相符而成.17.几何类似是力学类似的前提,活动类似是模子试验的目标,动力类似是活动类似的验证.18.流体流淌的状况分为层流和紊流.二.选择题1.按持续介质的概念,流体质点是指D.A.流体的分子B.流体内的固体颗粒C.无大小的几何点D.几何尺寸同流淌空间比拟是微小量,又含有大量分子的微元体2.一下哪种流体为非牛顿流体C.A.空气B.清水C.血液D.酒精3.绝对压强P abs .相对压强p.真空值p v .当地大气压强a p 之间的关系是C.A.P abs =p+ p vB.p= P abs +a pC.p v =a p - P abs4.圆管层流过流断面的流速散布为C.A.平均散布B.对数曲线散布C.二次抛物线散布5.下列那些概念属于欧拉法A.A.流线B.迹线C.液体质点D.液体微团6.圆管紊流光滑区的沿程摩阻系数λB.A.与雷诺数Re有关 B.与管壁相对光滑度d ∆有关 C.与Re 和d ∆有关 D.与和管长l 有关7.速度V.长度l.时光t 的无量纲组合是D. A.lt v B.vl t C.2vt l D.vt l8.圆管断面直径由d 1忽然扩展到d 2,若将一次扩展改为两级扩展,则该扩展的局部水头损掉A.A.减小B.不变C.增大9.在圆管流淌中,层流的断面速度散布相符C.A.平均纪律B.直线变化纪律C.抛物线变化纪律D.对数曲线纪律10.流线与流线平日情形下C.A.能订交也能相切B.仅能订交不能相切C.仅能相切不能订交D.既不能订交也不能相切11.速度v,密度ρ,压强p 的无量纲聚集是D. A.v pρ B.p v ρ C.p v 2ρ D.2v p ρ12.雷诺数代表的是D 之比.A.惯性力与压力B.惯性力与重力C.惯性力与表面张力D.惯性力与粘性力13.压力输水管模子试验,长度比尺为8,模子水管的流量应为原型输水管流量的C. A.21 B.51 C.81 D.16114.一维流淌中,“截面积大处速度小,截面积小处速度大”成立的前提是D.A.幻想流体B.粘性流体C.可紧缩流体D.不可紧缩流体15.弹簧管压力表的读数是B.A.绝对压强B.相对压强C.绝对压强加当地大气压D.相对压强加当地大气压16.静水中斜置平面壁的形心吞没深h c 与压力中间吞没深h D的关系是B.A.大于B.小于C.等于D.无纪律17.某风管的断面尺寸为200mm mm 300⨯,则该风管的当量直径是A.A.mm 240B.mm 250C.mm 300D.mm 20018.有一变直径管流,小管直径d 1,大管直径d 2=2d 1,则两断面雷诺数的关系是D. A.21e 21e R R = B.21e e R R = C.21e 5.1e R R = D.21e 2e R R =19.下列流体哪个属于牛顿流体A.A.汽油B.纸浆C.血液D.沥青三.简答题.1.流体静压强的特点是什么？答：流体静压强的偏向是沿着感化面的内法线偏向;在静止或相对静止的流体中,任一点流体静压强的大小感化面偏向无关,只与该点的地位有关.2.附面层提出的意义？答：在于将流场划分为两个盘算办法不同的区域,即势流区和附面层.在附面层外的势流区按无旋流淌幻想流体能量方程或动量方程求解;在附面层内,按粘性有旋流淌流体能量方程或N-S 方程求解.3.伯努利方程=++g 2u r p z 2常数中各项的物理意义？答：Z ：断面临基准面高度,水力学中称地位水头,单位位能; ：r p 在断面压强感化下,流体沿测压管所能上升的高度,压强水头,单位位能;：g 2u 2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,流速水头,单位位能.四、盘算题1.已知平面流淌的速度分量为：；，2y 2x t y u t x u +-=+=求：当t=1是过M （1,1）的流线方程.。

流体力学试卷及答案一一、判断题1、根据牛顿内摩擦定律，当流体流动时，流体内部内摩擦力大小与该处的流速大小成正比。

2、一个接触液体的平面壁上形心处的水静压强正好等于整个受压壁面上所有各点水静压强的平均值。

3、流体流动时,只有当流速大小发生改变的情况下才有动量的变化。

4、在相同条件下，管嘴出流流量系数大于孔口出流流量系数。

5、稳定（定常）流一定是缓变流动。

6、水击产生的根本原因是液体具有粘性。

7、长管是指运算过程中流速水头不能略去的流动管路。

8、所谓水力光滑管是指内壁面粗糙度很小的管道。

9、外径为D,内径为d的环形过流有效断面，其水力半径为.10、凡是满管流流动，任何断面上的压强均大于大气的压强。

二、填空题1、某输水安装的文丘利管流量计，当其汞—水压差计上读数，通过的流量为,分析当汞水压差计读数，通过流量为 L/s。

2、运动粘度与动力粘度的关系是，其国际单位是 .3、因次分析的基本原理是： ;具体计算方法分为两种。

4、断面平均流速V与实际流速u的区别是。

5、实际流体总流的伯诺利方程表达式为，其适用条件是。

6、泵的扬程H是指。

7、稳定流的动量方程表达式为。

8、计算水头损失的公式为与。

9、牛顿内摩擦定律的表达式 ,其适用范围是。

10、压力中心是指 .三、简答题1、稳定流动与不稳定流动.2、产生流动阻力的原因。

3、串联管路的水力特性。

4、如何区分水力光滑管和水力粗糙管，两者是否固定不变?5、静压强的两个特性.6、连续介质假设的内容。

7、实际流体总流的伯诺利方程表达式及其适用条件。

8、因次分析方法的基本原理。

9、欧拉数的定义式及物理意义.10、压力管路的定义.11、长管计算的第一类问题。

12、作用水头的定义.13、喷射泵的工作原理.14、动量方程的标量形式.15、等压面的特性.16、空间连续性微分方程式及其物理意义.17、分析局部水头损失产生的原因。

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.19、流线的特性。

流体力学试题库（含答案）一、单选题（共40题，每题1分，共40分）1、（）的分子间隙最小。

A、固体B、流体C、气体D、液体正确答案：A2、金属压力表的读数值是()。

A、绝对压强B、相对压强C、绝对压强加当地大气压D、相对压强加当地大气压正确答案：B3、当容器内工质的压力大于大气压力，工质处于（）A、标准状态B、负压状态C、临界状态D、正压状态正确答案：D4、以绝对真空为基准点计算的压力值称为（）。

A、相对压力B、真空压力C、绝对压力D、真空度正确答案：C5、将极细测压管插入水中，毛细现象会使得液位（）A、都有可能B、不变C、上升D、下降正确答案：C6、在圆管流中，层流的断面流速分布为（）。

A、抛物线规律B、均匀规律C、对数曲线规律D、直线变化规律正确答案：A7、露天水池，水深5m处的相对压强为（）。

A、5kPaB、49kPaC、147kPaD、205kPa正确答案：B8、按连续介质的概念，流体质点是指（）A、几何尺寸同流动空间相比是极小量，又含有大量分子的微元体B、几何的点C、流体的分子D、流体内的固体颗粒正确答案：A9、沿程损失产生的原因是( )。

A、流体质点之间发生碰撞B、紊流流动C、流体与管壁面以及流体之间存在切应力D、流动存在旋涡正确答案：C10、伯努利方程说明，流体在水平管内定常流动中，压力下降（）A、都可能B、流速下降C、流速不变D、流速上升正确答案：D11、水沿水平放置的有压管道流动，已知管径为100毫米，流量为0.0314立方米／秒，则平均流速为（）A、3.14米／秒B、4米／秒C、2米／秒D、1米／秒正确答案：B12、球形阀的阀体制成流线型是为了（）。

A、减少流动阻力损失B、减少沿程阻力损失C、制造方便D、外形美观正确答案：A13、沿程水头损失随水流的流程增长而（）。

A、减少B、不确定C、增大D、不变正确答案：C14、伯努利方程中Z+P/ρg表示（）A、通过过流断面的流体所具有的总机械能B、单位质量流体具有的机械能C、单位体积流体具有的机械能D、单位重量流体具有的测压管能头正确答案：D15、在圆管中，粘性流体的流动是层流还是紊流状态，主要依据于( )。