流体力学

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1．流体的体积模量的物理意义是 。

2．流体在力学上表现出来的两个特点是 和 。

3．已知海水的相对密度为1.025，Papatm101300，则100米深处的海水的记示压强和绝对压强各是 和 。

4．运动粘性系数ν＝0.4cm2/s的流体在直径d＝10cm的管道内以v＝0.4m/s的速度运动，则管内流态为 ，沿程损失系数为 ，单位管长上的沿程损失为 。

5．动力粘度与运动粘度的关系式 两者的主单位各是 和

。

6．所谓流体质点是指 。

其其含义是 、 、

和 。

7．牛顿内摩擦定律的意义是 。

8．两流动力学相似条件有 、 和 。

流体力学名词解释和简答题及答案(完整)

一、流体力学名词解释

1. 流体：指具有一定流动性、可以自由变形的物质，包括液体和气体。

2. 流线：流体运动时，流体粒子的轨迹线，表示流体运动的方向。

3. 流场：流体运动过程中，各点速度、压力等物理量的分布区域。

4. 流速：流体在某一方向上的速度大小。

5. 压力：单位面积上受到的力，表示流体内部各点的相互作用力。

6. 帕斯卡原理：在静止的流体中，任何一点的压力变化都会传递到整个流体。

7. 伯努利方程：流体运动过程中，流速、压力和高度之间的关系。

8. 雷诺数：表示流体流动稳定性的无量纲数，是流体惯性力与粘滞力的比值。 9. 层流：流体流动时，各层流体之间无横向混合，流动稳定。

10. 湍流：流体流动时，各层流体之间存在横向混合，流动不稳定。

二、简答题及答案

1. 简答题：什么是流体的连续性方程？

答案：流体的连续性方程是描述流体在运动过程中质量守恒的方程。它表明，在任意时刻，流体通过某一截面的质量流量等于该截面所在流管中流体的密度乘以流速。

2. 简答题：伯努利方程的适用条件是什么？

答案：伯努利方程适用于不可压缩、无粘性、稳定流动的流体。此外，流体还需满足连续性方程。

3. 简答题：什么是雷诺数？雷诺数的大小对流体的流动稳定性有何影响？

答案：雷诺数是流体惯性力与粘滞力的比值，表示流体流动的稳定性。当雷诺数较小时，流体流动稳定，为层流；当雷诺数较大时，流体流动不稳定，为湍流。

4. 简答题：什么是帕斯卡原理？在工程中有何应用？ 答案：帕斯卡原理是指在静止的流体中，任何一点的压力变化都会传递到整个流体。在工程中，帕斯卡原理被应用于液压系统，如液压泵、液压缸等。

5. 简答题：如何判断流体流动是否为层流？

答案：判断流体流动是否为层流，可以通过计算雷诺数。当雷诺数小于2000时，流体流动为层流；当雷诺数大于4000时，流体流动为湍流；当雷诺数在2000~4000之间时，流体流动为过渡流。

1-4．一底面积为45×50cm2，高为1cm的木块，质量为5kg，沿涂有润滑油的斜面向下作等速运动，木块运动速度u=1m/s，油层厚1cm，斜坡角22.620 （见图示），求油的粘度。

[解] 木块重量沿斜坡分力F与切力T平衡时，等速下滑

yuATmgddsin

001.0145.04.062.22sin8.95sinuAmg

sPa1047.0

2-8．一扇形闸门如图所示，宽度b=1.0m，圆心角=45°，闸门挡水深h=3m，试求水对闸门的作用力及方向

[解] 水平分力：

kNbhhgAghFxcpx145.44320.381.910002

压力体体积：

322221629.1)45sin3(8]321)345sin3(3[)45sin(8]21)45sin([mhhhhhV

铅垂分力：

kNgVFpz41.111629.181.91000

合力：

kNFFFpzpxp595.4541.11145.442222

方向：

5.14145.4441.11arctanarctanpxpzFF

2-16．已知曲面AB为半圆柱面，宽度为1m，D=3m，试求AB柱面所受静水压力的水平分力Px和竖直分力Pz 。

[解] 水平方向压强分布图和压力体如图所示：

bgDbDgbgDPx2228322121

N33109139810832

bDgbDgPz2216441

N17327131614.398102

3-7．图示管路由两根不同直径的管子与一渐变连接管组成。已知dA=200mm，dB=400mm，A点相对压强pA=68.6kPa，B点相对压强pB=39.2kPa，B点的断面平均流速vB=1m/s，A、B两点高差△z=1.2m。试判断流动方向，并计算两断面间的水头损失hw。

表面力：又称面积力，是毗邻流体或其它物体，作用在隔离体表面上的直接施加的接触力。它的大小与作用面积成比例。 剪力、拉力、压力

质量力：是指作用于隔离体内每一流体质点上的力，它的大小与质量成正比。 重力、惯性力

流体的平衡或机械运动取决于：

1.流体本身的物理性质（内因）

2.作用在流体上的力（外因）

流体的主要物理性质：

密度：是指单位体积流体的质量。单位：kg/m3 。

重度：指单位体积流体的重量。单位： N/m3 。

流体的密度、重度均随压力和温度而变化。

流体的流动性：流体具有易流动性，不能维持自身的形状，即流体的形状就是容器的形状。静止流体几乎不能抵抗任何微小的拉力和剪切力，仅能抵抗压力。

流体的粘滞性：即在运动的状态下，流体所产生的阻抗剪切变形的能力。流体的流动性是受粘滞性制约的，流体的粘滞性越强，易流动性就越差。任何一种流体都具有粘滞性。

牛顿通过著名的平板实验，说明了流体的粘滞性，提出了牛顿内摩擦定律。

τ=μ(du/dy)

τ只与流体的性质有关，与接触面上的压力无关。

动力粘度：反映流体粘滞性大小的系数，单位：N•s/m2

运动粘度：ν=μ/ρ

流体静压强具有特性

1.流体静压强既然是一个压应力，它的方向必然总是沿着作用面的内法线方向，即垂直于作用面，并指向作用面。

2.静止流体中任一点上流体静压强的大小与其作用面的方位无关，即同一点上各方向的静压强大小均相等。

静力学基本方程: P=Po+pgh

等压面：压强相等的空间点构成的面

绝对压强：以无气体分子存在的完全真空为基准起算的压强 Pabs

相对压强：以当地大气压为基准起算的压强 P

P=Pabs—Pa（当地大气压）

真空度：绝对压强不足当地大气压的差值，即相对压强的负值 Pv

Pv=Pa-Pabs= -P

测压管水头：是单位重量液体具有的总势能

基本问题：

1、求流体内某点的压强值：p = p0 +γh；

2、求压强差：p – p0 = γh ；