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基础知识-流体力学(一)(总分72,考试时间90分钟)一、单项选择题1. 水的弹性系数K=2.10×103MPa，压强增加98kPa时，水体的体积5m3，则体积的相对变化量近似为( )。
(A) -4.67×10-5 (B) 4.67×10-5(C) -2.3×10-4 (D) 2.3×10-42. 连续介质的概念指的是( )。
(A) 有黏性的、均质的流体(B) 理想不可压缩流体(C) 分子充满所占据的空间，分子之间没有间隙的连续体(D) 不可压缩恒定且分子之间距离很小的连续体3. 在测量液体压强时，小直径测压管出现上升或下降的现象，主要是受到( )作用。
(A) 重力 (B) 表面张力 (C) 黏性力 (D) 压力4. 一根小玻璃管(d≤8mm)插入水液体中，图6-6示可能正确的是( )。
5. ( )流体可作为理想流体模型处理。
(A) 不可压缩(B) 速度分布为线性(C) 黏性力为零(D) 黏性力很小6. 对于流体力学的一个重要特性：黏滞性，下列说法不正确的是( )。
(A) 液体的黏滞性是抵抗切向变形的一种性质(B) 相同温度的水与石油，水比石油的黏滞性要小(C) 同一种液体，因温度降低而使液体的内聚力升高，从而黏滞性减小(D) 黏滞性是液体流动时产生能量损失的内因7. 如图6-7示封闭容器内表面的压强p0＜pa。
(环境大气压)，剖面ABC静水压强分布可能正确的是( )。
8. 如图6-8所示封闭水容器安装两个压力表，上压力表的读数为0.05kPa一下压力表的读数为5kPa，A点测压管高度h应为( )m。
(A) 0.305 (B) 0.505 (C) 0.510 (D) 0.3109. 为了求二向曲面引入压力体的概念，压力体是由三个条件构成的封闭体，下列不是构成二向曲面剖面的条件是( )。
(A) 受压面曲线本身(B) 水面或水面的延长线(C) 水底或水底的延长线(D) 受压面曲线边缘点到水面或水面的延长线的铅垂线10. 某点用测压管测得高度如图6-9所示，液体为水，环境大气压98kPa则该点的压力真空值应为( )kPa。
流体力学在环境工程中的应用研究引言环境工程是应用工程学的一个重要分支，旨在保护和改善人类居住的环境质量。
而流体力学则是研究流体的运动规律和力学性质的学科。
流体力学在环境工程中的应用研究具有重要的意义，可以帮助人们更好地理解和解决环境问题。
本文将探讨流体力学在环境工程中的应用研究，并分析其中的关键问题和发展趋势。
流体力学在环境模拟中的应用流体力学在环境模拟中的应用是环境工程领域中最为常见和重要的应用之一。
通过对流体的运动规律进行建模和模拟，可以对环境中的流动过程进行研究和预测，从而指导环境工程的设计和规划。
在城市排水系统中，流体力学的应用可以帮助工程师更好地理解和解决排水问题。
通过建立排水管网的流体力学模型，可以预测排水系统中的流速、流量分布和压力变化，从而确定管道的设计参数，提高排水系统的效率和稳定性。
同时，通过流体力学模拟还可以研究雨水径流对城市排水系统的影响，为合理规划和管理城市水资源提供科学依据。
此外，流体力学还在海洋工程中发挥着重要作用。
海洋环境具有复杂的流动规律和力学性质，如海浪、洋流等。
通过建立海洋流体动力学模型，可以提供海洋资源开发、海洋环境保护和海洋工程设计等方面的科学依据。
流体力学模拟还可以用于预测海洋灾害（如风暴潮、海啸）的发生和影响，为防灾减灾提供技术支持。
流体力学在水环境治理中的应用研究流体力学在水环境治理中的应用研究是环境工程领域的另一个重要方向。
水污染是当前全球面临的严重环境问题之一，流体力学提供了一种研究和解决水污染问题的新思路和新方法。
在水污染治理中，流体力学模拟可以用于研究污染物在水体中的传输和扩散过程，预测污染物在水体中的分布和浓度变化，从而指导治理工作。
同时，流体力学模拟还可以研究水体中污染物与底泥的相互作用过程，为污染物的沉降和清除提供科学依据。
另外，流体力学还可以用于研究水体混合和循环过程。
在水环境治理中，通过控制水体的混合和循环，可以有效改善水质，提高水体中溶解氧的含量，减少水体富营养化等问题。
第一章绪论§1—１流体力学及其任务1、流体力学的任务：研究流体的宏观平衡、宏观机械运动规律及其在工程实际中的应用的一门学科。
研究对象：流体,包括液体和气体。
2、流体力学定义：研究流体平衡和运动的力学规律、流体与固体之间的相互作用及其在工程技术中的应用.3、研究对象：流体(包括气体和液体）。
4、特性：•流动(flow)性，流体在一个微小的剪切力作用下能够连续不断地变形,只有在外力停止作用后,变形才能停止。
•液体具有自由（free surface）表面，不能承受拉力承受剪切力（ shear stress)。
•气体不能承受拉力,静止时不能承受剪切力，具有明显的压缩性，不具有一定的体积，可充满整个容器。
流体作为物质的一种基本形态，必须遵循自然界一切物质运动的普遍，如牛顿的力学定律、质量守恒定律和能量守恒定律等。
5、易流动性：处于静止状态的流体不能承受剪切力,即使在很小的剪切力的作用下也将发生连续不断的变形,直到剪切力消失为止。
这也是它便于用管道进行输送，适宜于做供热、制冷等工作介质的主要原因.流体也不能承受拉力，它只能承受压力.利用蒸汽压力推动气轮机来发电，利用液压、气压传动各种机械等,都是流体抗压能力和易流动性的应用.没有固定的形状，取决于约束边界形状，不同的边界必将产生不同的流动。
6、流体的连续介质模型流体微团——是使流体具有宏观特性的允许的最小体积。
这样的微团，称为流体质点。
流体微团：宏观上足够大,微观上足够小。
流体的连续介质模型为:流体是由连续分布的流体质点所组成，每一空间点都被确定的流体质点所占据,其中没有间隙，流体的任一物理量可以表达成空间坐标及时间的连续函数，而且是单值连续可微函数。
7流体力学应用:航空、造船、机械、冶金、建筑、水利、化工、石油输送、环境保护、交通运输等等也都遇到不少流体力学问题。
例如,结构工程:钢结构，钢混结构等.船舶结构；梁结构等要考虑风致振动以及水动力问题；海洋工程如石油钻井平台防波堤受到的外力除了风的作用力还有波浪、潮夕的作用力等，高层建筑的设计要考虑抗风能力;船闸的设计直接与水动力有关等等。
1.4 速度场由v =(αx +t 2，βy −t 2，0)给出，求速度及加速度的拉格朗日表示。
解：对欧拉型速度分量{u =dxdt =αx +t 2v =dydt =βy −t 2w =dz dt=0进行积分，得{x =c 1e αt −1αt 2−2α2t −2α3y =c 2e βt +1βt 2+2β2t +2β3z =c 3令t =0时，(x ，y ，z)=（a ，b ，c ），代入上式，得，{c 1=a +2α3c 2=b −2β3c 3=c则质点的拉格朗日描述为{x =(a +2α3)e αt −1αt 2−2α2t −2α3y =(b −2β3)e βt +1βt 2+2β2t +2β3z =c速度的拉格朗日描述为{u =ðxðt =α(a +2α3)e αt−2αt −2α2v =ðy ðt =β(b −2β3)e βt +2βt +2β2w =ðz ðt =0.加速度的拉格朗日描述为{a x =ðuðt =α2(a +2α3)e αt−2αa y =ðv ðt =β2(b −2β3)e βt +2βa z =ðw ðt=01.5 已知质点的位置表示如下：x =a ，y =b +a (e −2t −1)，z =c +a(e −3t −1) 求：（1）速度的欧拉表示；（2）加速度的欧拉表示及拉格朗日表示，并分别求(x ，y ，z)=（1，0，0）及（a ，b ，c ）=（1，0，0）的值；（3）过点（1，1，1）的流线及t =0时在（a ，b ，c ）=（1，1，1）这一质点的迹线；（4）散度、旋度及涡线； （5）应变率张量及旋转张量。
解：（1）速度的拉格朗日描述为{u=ðxðt=0v=ðyðt=−2ae−2tw=ðzðt=−3ae−3t将a=x代入上式可得速度的欧拉描述为{u=0v=−2xe−2tw=−3xe−3t（2）加速度的拉格朗日描述为{a x=ðuðt=0a y=ðvðt=4ae−2ta z=ðwðt =9ae−3t。
