流体力学龙天课后答案第三章一元流体动力学基础

第三章习题简答3-1 已知流体流动的速度分布为22y x u x -= ，xy u y 2-=，求通过1,1==y x 的一条流线。

解：由流线微分方程yx u dyu dx =得dy u dx u x y =则有 dy y x xydx )(222-=-两边积分可得C y y x yx +-=-3322即0623=+-C y x y将x=1,y=1代入上式，可得C=5，则 流线方程为05623=+-y x y（与课本后的答案不一样，课本为02323=+-y x y 。

课本答案应该是错的）3-3 已知流体的速度分布为⎭⎬⎫==-=-=tx x u ty y u y x 00εωεω（ω>0，0ε>0）试求流线方程，并画流线图。

解：由流线微分方程yx u dyu dx =得dy u dx u x y =则有 tydy txdx 00εε-=两边积分可得C y x +-=22流线方程为C y x =+223-5 以平均速度s m v /5.1=流入直径为D=2cm 的排孔管中的液体，全部经8个直径d=1mm 的排孔流出，假定每孔出流速度依次降低2%，试求第一孔与第八孔的出流速度各为多少？题3-5图解：由题意得：v 2=v 1(1-2%)，v 3=v 1(1-2%)2，…，v 8=v 1(1-2%)7 根据质量守恒定律可得282322212832144444d v d v d v d v D v Q Q Q Q Q πππππ⋅+⋅⋅⋅+⋅+⋅+⋅=⋅+⋅⋅⋅+++=sm d vD v v d v v v v d D v /4.80)98.01(001.002.002.05.1)98.01()98.01(98.01)98.01(4)(448228221812832122=-⨯⨯⨯=--⋅=∴--⋅=+⋅⋅⋅+++⋅=⋅πππ则 v 8=v 1(1-2%)7=80.4×(1-2%)7=69.8m/s（与课本后的答案不一样，课本为8.04 m/s 和6.98m/s 。

第三章 流体动力学3-1.重度Y ii =8.82kN/m 3的重油，沿直径d=150mm 的输油管路流动，其 重量流量G=490kN/h,求体积流量Q 及平均流速v ?3 3解:490kN / h8.82kN /m 30.0154321m 3/s二(0.15m)2/4-0.873278m/s3-2.图示一渐扩形的供水管段，已知：d=15cm, D=30cm, p A =6.86N/cm 2， p B =5.88N/cm 2, h=1m ; V B =1.5m/s 。

问V A 二？ 水流的方向如何？水头损失为V B A B 1.5 D 2 B = 2=6m/sA A d 2设流向为由A 到B ，则有：解：VA A A =VB A B 2 2+止= z +止+冬+ h2g B2gl即: 0 6.86 104N /m 2 (6m/s)2… 5.88 104 1.52― 1.0h l9800N /m 3解出h l=1.72194mH 2O >0则流向的确为由A 到B 。

3-3汕3-3附国2解: 0 迪=0； 2g3V 2 二Q 2700雹/s= 550.0395cm/s叱I /4 江汉2.5 /4V 1■ D 2/42700cm 3 /s—cmT"51cm/s解出：p '=-0.634N/cm 2，为相对压强，即负的真空度 h v ，即h v =0.634N/cm 2，x i曲s-f 刚图水平管路中装一只汾丘里水表。

已知 D=5cm , d=2.5cm , pl=0.784N/cm 2,水的流量Q=2.7升/秒。

问h v 为若干毫米水银柱?（不计损失）二55.556m3/h 二0.0154321m3/ s而1N/cm2=75.061mmHg,故h v=47.588 mmHg。

3-4水银压差计连接在水平放置的汾丘里流量计上。

今测得其中水银面高差h=80mm。

已知D=10cm, d=5cm，汾丘里流量计的流量系数卩=0.98 问水通过流量计的实际流量为若干？解：0 . P . v! = 0 . p .遵P1- P2 _ v2 _ V：w 2g _w 2g w 「2g而p i w(X i D/2) = p2 M h wX d/2)即P i w(h X2 d/2) = p2 M h w(X2 d /2)贝U P i - P2 = h( M -w) —---- -- - h(— - 1) = 100.8mw w2 2 2二v2 -v1 = 2g 汉100.8cm = 197568(cm/s)V1A1 = V2 A?故v2 = 197568(：m/S)二210739.2 ; V2 二459.06cm/ s-(D)4贝U Q =J v2A^ 0.98 459.06cm/s 二52/^ 8833.415cm3/ s= 8.83 升/s3-5某选矿厂的一台碎矿机，每小时可以处理矿石352.8kN。

流体力学第三章课后习题答案流体力学第三章课后习题答案流体力学是研究流体运动和流体力学性质的学科。

在学习流体力学的过程中，课后习题是巩固知识和提高理解能力的重要环节。

本文将为大家提供流体力学第三章的课后习题答案，帮助读者更好地掌握流体力学的相关知识。

1. 一个液体的密度为1000 kg/m³，重力加速度为9.8 m/s²，求其比重。

解答：比重定义为物体的密度与水的密度之比。

水的密度为1000 kg/m³，所以比重为1。

因此，该液体的比重也为1。

2. 一个物体在液体中的浮力与物体的重力相等，求物体在液体中的浸没深度。

解答：根据阿基米德原理，物体在液体中的浮力等于物体所排除液体的重量。

浮力的大小等于液体的密度乘以物体的体积乘以重力加速度。

物体的重力等于物体的质量乘以重力加速度。

根据题目条件，浮力等于重力，所以液体的密度乘以物体的体积等于物体的质量。

浸没深度可以通过浸没体积与物体的底面积之比来计算。

3. 一个圆柱形容器中盛有液体，容器的高度为10 cm，直径为5 cm，液体的密度为800 kg/m³，求液体的压强。

解答：液体的压强等于液体的密度乘以重力加速度乘以液体的深度。

容器的高度为10 cm，所以液体的深度为10 cm。

重力加速度为9.8 m/s²，所以液体的压强为800 kg/m³乘以9.8 m/s²乘以0.1 m，即784 Pa。

4. 一个水龙头的出水口半径为2 cm，水流速度为10 m/s，求水龙头出水口附近的压强。

解答：根据质量守恒定律，水流速度越大，压强越小。

根据伯努利定律，水流速度越大，压强越小。

因此，水龙头出水口附近的压强较小。

5. 在一个垂直于水平面的圆柱形容器中，盛有密度为900 kg/m³的液体。

容器的半径为10 cm，液体的高度为20 cm。

求液体对容器底部的压力。

解答：液体对容器底部的压力等于液体的密度乘以重力加速度乘以液体的高度。

第三章 流体运动学3-1粘性流体平面定常流动中是否存在流函数？ 答：对于粘性流体定常平面流动，连续方程为：()()0=∂∂+∂∂yv x u ρρ； 存在函数：v t y x P ρ-=),,(和()u t y x Q ρ=,,，并且满足条件：()()yP x Q ∂∂=∂∂。

因此，存在流函数，且为：()()()dy u dx v Qdy Pdx t y x ρρψ+-=+=⎰⎰,,。

3-2轴对称流动中流函数是否满足拉普拉斯方程?答：如果流体为不可压缩流体，流动为无旋流动，那么流函数为调和函数，满足拉普拉斯方程。

3-3 就下面两种平面不可压缩流场的速度分布分别求加速度。

（1）22222 ,2yx ym v y x x m u +⋅=+⋅=ππ （2）()()()222222222 ,yxKtxyv yxx y Kt u +-=+-=，其中m ，K 为常数。

答：（1）流场的加速度表达式为：yv v x v u t v a y u v x u u t u a x ∂∂+∂∂+∂∂=∂∂+∂∂+∂∂=y ,。

由速度分布，可以计算得到：0 ,0=∂∂=∂∂tvt u ，因此： ()222222y x x y m x u +-⋅=∂∂π，()22222y x xy m y u +-⋅=∂∂π；()22222y x xy m x v +-⋅=∂∂π，()222222y x y x m y v +-⋅=∂∂π。

代入到加速度表达式中：()()()22222222222222222222220y x x m y x xym y x y m y x x y m y x x m a x +⋅⎪⎭⎫⎝⎛-=+-⋅⋅+⋅++-⋅⋅+⋅+=πππππ()()()22222222222222222222220y x y m y x y x m y x y m y x xym y x x m a y +⋅⎪⎭⎫⎝⎛-=+-⋅⋅+⋅++-⋅⋅+⋅+=πππππ（2）由速度分布函数可以得到：()()()322222222 ,y x Kxyt v y x x y K t u +-=∂∂+-=∂∂ ()()3222232y x y x Ktx x u +-⋅=∂∂，()()3222232y x y x Kty y u +-⋅=∂∂； ()()3222232y x x y Kty x v +-⋅-=∂∂，()()3222232yx y x Ktx y v +-⋅-=∂∂。

第3章 流体动力学基础3.1 解： zuu y u u x u u t u a x z x y x x x x ∂∂+∂∂+∂∂+∂∂=()()342246222222222=++++=+-++++=++=z y x t z y t y x t u u y xzu u yu u xu u tu a y zy yy xy y ∂∂+∂∂+∂∂+∂∂=()()32111=-++=-+++--=+-=z y x z x t z y t u u x yzu u y u u x u u t u a z z z y z x z z ∂∂+∂∂+∂∂+∂∂=()()112122211=++++=-+-+++=-+=z y x t z y t y x t u u z x222286.35s m a a a a z y x =++=3.2 解：（1）3235623=-=+=xy xy u xy y u a y x x222527310.3333231s m a a a y u y a y x y y =+===-=（2）二元流动（3）恒定流 （4）非均匀流 3.3 解：bh u y h u bdy h y u udA Q h hA m ax 07871m ax 071m ax 8787==⎪⎭⎫ ⎝⎛==⎰⎰ m ax 87u A Q v ==3.4 解：s m dd v v 02.011.02221221=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛= 3.5 解：Hd v d 1v 1q 1q 2223d 3v Dv 1dv 2（1）s m v d Q 332330785.04==πs m q Q Q 32321.0=+= s m Q q Q 321115.0=+=（2）s m d Q v 12.242111==πs m d Q v 18.342222==π 3.6 解：渠中：s m m m s m bh v Q 311612/3=⨯⨯==管中：2231242.1d v s m Q Q Q ⨯⨯==-=πm v Q d 0186.1422==π 3.7 解： s m d d v v ABB A62.04.05.1442222=⨯=⋅=ππ以过A 点的水平面为等压面，则OmH g v g p h H OmH g v g p H B B B A A A 2222226964.58.925.18.9405.128980.48.9268.9302=⨯++=++==⨯+=+=ρρ可以看出：A B H H >，水将从B 点流向A 点。

流体力学龙天渝课后答案龙天渝课后答案第一章：流体力学基础概念在学习流体力学之前，我们首先需要了解一些基础概念。

流体力学是研究流体静力学和流体动力学的学科，它涉及了许多重要的概念和原理。

1. 流体的定义和特性：流体是指能够流动的物质，包括液体和气体。

与固体不同，流体具有流动性和粘滞性。

2. 流体静力学：流体静力学研究的是处于静止状态下的流体，它涉及了压力、密度、浮力等概念。

根据帕斯卡定律，流体中的压强是均匀的。

浮力是物体在液体中受到的向上的力，它的大小等于所排开的液体的重量。

3. 流体动力学：流体动力学研究的是流体在运动中的力学性质。

它基于质量守恒定律、动量守恒定律和能量守恒定律来描述流体的运动行为。

流体的运动可以通过速度场来描述，速度场是指在每个点上流体速度的矢量。

第二章：流体流动的方程了解了流体力学的基础概念后，我们来学习一些描述流体流动的方程。

1. 质量守恒方程：质量守恒方程是流体动力学的基本方程之一，它表达了流体质量在单位时间内在空间中的改变量等于流入或流出的质量通量与积累产生的差值。

2. 动量守恒方程：动量守恒方程描述了流体运动时动量守恒的原理。

它表达了流体单位时间内动量的改变量等于施加在流体上的外力与流体内部压力和重力之差。

3. 能量守恒方程：能量守恒方程用于描述流体在流动过程中能量的守恒性质。

它包括液体内能、压力能和动能等各种能量形式的转换和积累。

第三章：流体的稳定性和边界层在流体力学中，稳定性和边界层是两个重要的概念。

1. 稳定性：稳定性研究的是流体在受到扰动后是否能够恢复到原来的状态。

稳定性分析可以通过线性稳定性理论或非线性动力学方法来进行。

2. 边界层：边界层是指流体在与固体表面接触时的一层较薄的流动区域。

边界层内的速度变化很大，而在边界层外的流体速度几乎保持不变。

边界层对于流体流动的阻力有重要影响。

第四章：流体力学的应用领域流体力学广泛应用于许多领域，包括工程、地球科学和生物医学等。