船舶流体力学习题答案

流体力学题库（附答案）一、单选题（共48题，每题1分，共48分）1.（）管路各段阻力损失相同。

A、短管管系B、串联管系C、并联管系D、分支管系正确答案：C2.理想液体的特征是( )A、不可压缩B、符合牛顿内摩擦定律的C、无粘性D、粘度为常数正确答案：C3.当容器内工质压力大于大气压力时，工质处于（）状态。

A、标准B、正压C、负压D、临界正确答案：B4.某点的真空压力是65000pa，当地大气压为0.1MPa，该点的绝对压强为（）。

A、165000PaB、65000PaC、55000PaD、35000Pa正确答案：D5.在圆管流中，层流的断面流速分布为（）。

A、均匀规律B、直线变化规律C、抛物线规律D、对数曲线规律正确答案：C6.抽气器的工作原理是（）A、动量方程B、静力学基本方程C、连续性方程D、伯努利方程正确答案：D7.伯努利方程说明，流体在水平管内定常流动中，流速降低（）A、压力下降B、都可能C、压力上升D、压力不变正确答案：C8.那个设备压力是真空压力（）。

A、再热器B、凝汽器C、过热器D、给水泵正确答案：B9.伯努利方程中Z+P/ρg表示（）A、单位体积流体具有的机械能B、通过过流断面的流体所具有的总机械能C、单位质量流体具有的机械能D、单位重量流体具有的测压管能头正确答案：D10.超临界机组主蒸汽压力最接近的是（）。

A、5个大气压B、26兆帕C、50巴D、5公斤正确答案：B11.静止的流体中存在（）。

A、压应力、拉应力和剪切力B、压应力和拉应力C、压应力D、压应力和剪切力正确答案：C12.将极细测压管插入水中，毛细现象会使得液位（）A、下降B、不变C、都有可能D、上升正确答案：D13.一个标准大气压（1atm）等于（）。

A、Hg780mmB、101.325kPaC、720mmHgD、110.325kPa正确答案：B14.流体在管道内的流动阻力分为（）两种。

A、阀门阻力、三通阻力B、沿程阻力、局部阻力C、流量孔板阻力、水力阻力D、摩擦阻力、弯头阻力正确答案：B15.主机润滑油压力为130千帕，其是多少米水柱（）。

（）
9.船舶的伴流现象主要发生在船体的______附近。
（）
10.为了提高船舶的操纵性能，可以采用______螺旋桨。
（）
四、判断题（本题共10小题，每题1分，共10分，正确的请在答题括号中画√，错误的画×）
1.船舶的航速与船舶排水量成正比关系。（）
2.船舶的阻力主要来源于摩擦阻力。（）
3.在流体动力学中，伯努利原理可以用来解释船舶的推进力。（）
A.船体线型
B.船舶排水量
C.船舶的船速
D.船舶的装载状况
9.在船舶的螺旋桨设计中，以下哪些因素会影响其效率？（）
A.螺旋桨的直径
B.螺旋桨的转速
C.螺旋桨的叶形
D.船舶的排水量
10.以下哪些方法可以用来减小船舶的波浪阻力？（）
A.减小船体宽度
B.优化船体线型
C.增加船体长度
D.采用减阻涂层
11.在船舶设计与建造中，以下哪些材料具有良好的流体动力学性能？（）
C.船舶的波浪爬升
D.船舶的无线电通信
15.以下哪些因素会影响船舶的快速性？（）
A.船体线型
B.螺旋桨设计
C.船舶排水量
D.船舶的导航技术
16.在流体动力学实验中，以下哪些工具可以用来测量流速？（）
A.流速计
B.压力计
C.流体分析仪
D.激光测速仪
17.以下哪些因素会导致船舶在航行中产生横摇？（）
A.船体的不对称设计
B.宽体型船
C.拖轮
D.近海平台供应船
2.船舶设计时，减少船体阻力的最重要因素是什么？（）
A.提高船体光滑度
B.增大船体宽度
C.优化船体线型
D.增加船舶排水量
3.流体动力学中，描述流体运动稳定性的方程式是（）

利用长管出流方程H=ALQ平方有：
5.17解：总扬程包括抬水高度及水头损失，
....
5-2有一平底空船，其船底面积Ω为8m2，船舷高h为0.5m，船自重G为9.8kN。现船底破一直径10cm的圆孔，水自圆孔漏入船中，试问经过多少时间后船将沉没。
题5-4图
解：在船沉没的过程中存在
得
∴船沉没过程中水自圆孔漏入的流量是不变的。
另外，当h2=0时，h1’=0.125，则
5-10工厂供水系统，由水泵向A、B、C三处供水，管道均为铸铁管，已知流量Qc=10L/s，qB=5L/s，qA= 10L/s，各管段长l1=350m，l2= 450m，l3=100m，各段直径d1=200mm，
d2=150mm，d3=100mm，整个场地水平，试求水泵出口压强。
闸门右侧水压力：
作用点：
总压力大小：
对B点取矩：
2-16．如图， ，上部油深h1＝1.0m，下部水深h2＝2.0m，油的重度 =8.0kN/m3，求：平板ab单位宽度上的流体静压力及其作用点。
[解]合力
作用点：
2-19．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。
自由下落时：
第二章流体静力学
2-1．一密闭盛水容器如图所示，U形测压计液面高于容器内液面h=1.5m，求容器液面的相对压强。
[解]
2-3．密闭水箱，压力表测得压强为4900Pa。压力表中心比A点高0.5m，A点在液面下1.5m。求液面的绝对压强和相对压强。
[解]
2-13．如图所示盛水U形管，静止时，两支管水面距离管口均为h，当U形管绕OZ轴以等角速度ω旋转时，求保持液体不溢出管口的最大角速度ωmax。

第八章 相似理论8-1说明下述模型实验应考虑的相似准数。

（1）风洞中潜艇模型试验；（2）潜艇近水面水平直线航行的阻力试验。

答：（1）风洞中潜艇模型试验：由于在空气中不需要考虑兴波问题，因此仅考虑Re 数即可；（2）潜艇近水面水平直线航行的阻力试验：潜艇近水面航行时有兴波问题，因此需要考虑Re 数和Fr 数。

8-2实船长100m ，在海中航速20kn ，需要确定它的兴波阻力和粘性阻力。

试根据相似理论分别讨论如何在风洞中和船模水池中进行船模试验。

答：（1）首先在风洞中试验，确定粘性阻力系数。

即满足模型雷诺数和实船雷诺数相等的条件：s m Re Re =，或写成：sss mmm V L V L νν=；其中：m L 是模型的长度，m V 是模型的速度，m ν是空气的粘性系数；实船长100=s L （m ），实船速度288.1005144.20=⨯=m V （m/s ），s ν是海水的粘性系数。

由上式可以得到进行试验时模型的速度（风速）：s s m s m s s m m V V L L V ννλνν=⋅⋅=，其中：ms L L=λ是模型的缩尺比。

在该条件下，测得模型的粘性阻力νm R ，进而得到模型的粘性阻力系数：m m m m m S V R C 221ρνν=；其中：m ρ是空气的密度，m S 是模型的表面积；则可得到实船的粘性阻力系数m s C C νν=。

（2）在水池中进行试验。

需要保证s m Re Re =和Frs Frm =两个条件，这样可保证模型和实船的总阻力系数相等，即ts tm C C =。

若实现上述两个条件，则要求：sss mmm V L V L νν=，ss m m gL VgL V =；第一个等式两端同时平方得到：22222⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⎪⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛s m m s s m s m L L V V ννλνν； 第二个等式两端同时平方得到：λ12==⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛s m s m L L V V ； 因此可以得到：λννλ122=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛s m ，s m νλν23-=；该式表示在试验中，水池中试验介质的粘性系数m ν与海水粘性系数s ν的关系。

船舶流体力学课后练习题含答案概述船舶流体力学是研究船舶在水中运动的物理现象和力学原理的学科。

在航海运输和海洋开发中，正确理解船舶流体力学的基本概念和理论，具有重要的意义。

本文将介绍一些船舶流体力学的课后练习题，旨在帮助读者巩固和深入理解船舶流体力学的相关知识点。

题目一一艘船在靠岸停泊时，其船首离岸壁有ℎ米的距离，船体贴着岸壁，如图所示。

假设海水是静止的，水下没有水流，试推导出船舶受到的摩擦力和水流的压力。

船舶停泊示意图解答根据万有引力定律，船与水分子之间存在水压力p，水压力的大小与距离成反比，与水的密度和重力加速度成正比。

因此，船舶受到的水流压力可以表示为：$$ F_{\\text{水}}=pS=\\frac{\\rho gS h}{2} $$其中，S是水面与船壁相交的面积，$\\rho$是水的密度，g是重力加速度，ℎ是船首离岸壁的距离。

船舶受到的摩擦力主要由岸壁对船舶表面的摩擦力和水流对船舶底部的摩擦力组成。

假设船舶处于平稳状态，岸壁的摩擦力和水流对船舶底部的摩擦力相等，可以表示为：$$ F_{\\text{摩}}=2\\mu\\rho gS $$其中，$\\mu$是船舶表面的摩擦系数。

题目二一艘船在航行时，假设船首受到了水流的阻力R，船体宽度为b，船长为L，船舶速度为v，水密度为$\\rho$，试推导出水流的阻力公式。

解答船首受到的水流阻力可以表示为：$$ R=kv^2S=\\frac{1}{2}\\rho v^2bLk $$其中，S是船首与水流接触面积，k是阻力系数。

在航行中，船首受到的水流阻力和船体其他部位受到的水流阻力不同，因此阻力系数k也不同。

通常将船体各个部位的阻力系数分别计算，得到不同部位的阻力系数，然后根据实际情况按照一定比例加权求和得到整体阻力系数k。

P125 第五章习题5-1 流速为o u =10m/s 沿正向的均匀流与位于原点的点涡叠加。

已知驻点位于（0，5），试求（1）点涡的强度；（2）点（0，5）的流速；（3）通过驻点（0，-5）的流线方程。

均匀流与位于原点的点涡叠加后的速度势为ϕ。

ϕ=0v θcos r ⋅θπ20Γ-其中0Γ为沿顺时针方向点涡涡强。

在极坐标下：θθϕcos 0cos 00v v r v r =-=∂∂=rv r v πθθϕθ2sin 100Γ--=∂∂⋅= 驻点为（0，5），则5,23==r πθ （1）0)23cos(0==πv v r052)23s i n (00=⨯Γ--=ππθv v π100=Γ⇒ π1000=v 即点涡强强度π1000=Γ（2）点（0，5）的流速 5,2==r πθ代入θv v r ,)/(20101002100sin 0cos 000s m v r v v v v r -=--=--==⋅=ππππθθθ s m u v /20,0==⇒即 负号表示θ以逆时针方向为正（3）通过驻点（0，5）的流线方程均匀流与位于原点点涡叠加后的流函数ψ r r v ln 2sin 00πθψΓ+⋅⋅= 将（0，5）对应5,23==r πθ代入上ψ式得：5ln 50505ln 501-510+-=⋅+⨯⨯=）（驻点ψ即55ln 5055ln 5ln 505ln 5050ln 500=++=+-++-=+⋅ry r y r y ψA Γ5-2平面势流由点源和点汇叠加而成，点源位于（-1，0），其流量为s m /2031=θ，点汇位于（2，0）点，其流量为s m /4032=θ，已知流体密度为3/8.1m kg =ρ，流场中（0，0）点的压力为0，试求点（0，1）和（1，1）的流速和压力。

解：平面势流点源和点汇构成的速度势为：222221222221222221)(2)(2)(2)(2)(ln 2)(ln 2y x x y m y x x y m v y x x x x m y x x x x m u y x x my x x m B A B B A A B A +-⋅-+-⋅=+--⋅-+--⋅=+--+-=ππππππϕ 因：2,1,/40,/20322311=-=====B A x x s m m s m m θθ则 22222222)2(220)1(10)2(220)1(110y x x y x y v y x x y x x u +--⋅-++⋅=+--⋅-+++⋅=ππππ(1)则点（0，1）的速度为：)/(1522021101)20(1201)10(110)/(13522021101)20(20201)10(101022222222s m v s m u ππππππππππ=⋅-⋅=+-⋅-++⋅==⋅+⋅=+--⋅-+++⋅=因为全流场中任意一点满足伯努力方程的拉格朗日形式（p72,(4.3-16)）即c z Pv =++ρ22 则（0，0），（0，1），（1，1）都满足上式，因0)0,0(=P )/(200)20(20200)10(101022)0,0()0,0(s m u v πππ=+--⋅-+++⋅== -1 02 A （源） B （汇）则12)1()13(22)1,0(22)1,0()1,0(2)1,0()0,0()0,0(2)0,0(+++⇒++=++ρππρρP z P vz P v)/(17.192)1,0(m N P =⇒（2） （1，1）点 流速与压力)/(8212051101)21(1201)11(110)/(14212052101)21(21201)11(11102222)1,1(2222)1,1(s m v s m u ππππππππππ-=⋅-⋅=+-⋅-++⋅==-⋅-⋅=+--⋅-+++⋅=因：)/(97.101701226040012)8()14(2)20(222)1,1()1,1(2)1,1(22)1,1(222)1,1()1,1(2)1,1()0,0()0,0(2)0,0(m N P P P P z P v z P v =⇒=-=--+++=++=++ρπρππρπππρρ5-3直径为2m 的圆柱体在水下深度为H=10m 以平移速度0u 运动，试求（1）A 、B 、C 、D 四点的绝对压力 （2）若圆柱体运动的同时还受到本身轴线以角速度60r/min 转动，试决定驻点的位置以及B 、D 两点的速度和压力。

2.描述船舶在波浪中运动时受到的主要阻力类型，并分析这些阻力与船舶速度、形状和波浪条件之间的关系。（10分）
3.阐述雷诺数在非金属船舶流体力学中的应用，以及它对流体流动特性的影响。（10分）
4.请结合非金属船舶流体力学原理，提出至少三种提高船舶推进效率和降低阻力的方法，并简要说明其原理。（10分）
（以下为空白答题区域，考生请在此处作答。）
1.非金属船舶的船体材料可以是金属的。（）
2.雷诺数越大，流体流动越倾向于层流。（）
3.船舶在波浪中运动时，兴波阻力与船体速度成正比。（）
4.船舶的摩擦阻力与船体表面的光滑程度成反比。（）
5.船舶的稳定性与船体的宽度和长度无关。（）
6.在流体力学中，湍流流动的摩擦阻力小于层流流动的摩擦阻力。（）
7.船舶的推进效率与螺旋桨的转速成正比。（）
4.提高推进效率方法：优化螺旋桨设计、减小船体阻力和使用流线型船体。降低阻力方法：光滑船体表面、使用减阻涂层和优化船体形状。
A.增加船体宽度
B.减小船体长度
C.增加船体重量
D.优化船体形状
（以下为空白答题区域，考生请在此处作答。）
二、多选题（本题共20小题，每小题1.5分，共30分，在每小题给出的四个选项中，至少有一项是符合题目要求的）
1.非金属船舶的船体材料选择时，以下哪些因素需要考虑？（）
A.材料的强度
B.材料的耐腐蚀性
C.流体粘性减小
D.阻力系数增大
5.以下哪些参数与雷诺数相关？（）
A.动力粘度
B.流体密度
C.流体速度
D.特征长度
6.以下哪些因素会影响船体的浮力？（）
A.船体的形状
B.船体的重量
C.船体的尺寸
D.水的密度

第七章答案7-1 油在水平圆管内作定常层流运动，d=75mm, Q=7l/s, ρ=800kg/3m , 壁面上τ=48N/2m ,求油的粘性系数。

解：圆管层流，流量44482a p Q Q p l l aπμμπ∆=∆⇒= 管壁上342433444 3.5510/24p Q Q Q a y a a m s l a a a Q μμρυτπτυπππρ-∆=====⇒==⨯ （结论）7-2 Prandtl 混合长度理论的基本思路是什么？答：把湍流中微团的脉动与气体分子的运动相比拟，将Reynolds 应力用混合长度与脉动速度表示。

7-3 无限大倾斜平板上有厚度为h 的一层粘性流体，在重力g 的作用下作定常层流运动，自由面上压力为大气压Pa 且剪切应力为0。

流体密度为ρ ，运动粘性系数为 ν，平板倾斜角为 θ。

求垂直于x 轴的截面上流体的速度分布和压力分布。

解：不可压缩平面流动的Navier-Stokes 方程为：2211x y u u upu v f u t x y xv v v p u v f v tx y yυρυρ∂∂∂∂⎧++=-+∇⎪∂∂∂∂⎪⎨∂∂∂∂⎪++=-+∇⎪∂∂∂∂⎩连续方程为：0u v t t∂∂+=∂∂ 由于流动定常，故Navier-Stokes 方程中0u v t t∂∂==∂∂，则 Navier-Stokes 方程可简化为2211x y u u p u v f u x y x v v p u v f v xy y υρυρ∂∂∂⎧+=-+∇⎪∂∂∂⎪⎨∂∂∂⎪+=-+∇⎪∂∂∂⎩边界条件为：y=0时，u=0 ,v=0y=h 时，v=0,τ=0，p=Pa由上述边界条件知，v 始终为0，故0,0v u x∂∂==∂∂。

则以上Navier-Stokes 方程的第二式可进一步简化为：10y pf yρ∂=-∂1cos cos cos y p pf g g p g y c y yθρθρθρ∂∂⇒==-⇒=-⇒=-+∂∂ 由y=h 时p=Pa 解得：常数cos c Pa g h ρθ=+故cos ()P Pa g h y ρθ=+-以上Navier-Stokes 方程的第一式可进一步简化为：210x pf u xυρ∂=-+∇∂ 因p 为y 的函数，所以上式中p x∂∂=0 上式最终简化为：22222212sin sin sin sin 2x u f g d ug dy d u g dy g y u c y c υθυθρθμρθμ∇=-=-⇒=-⇒=-⇒=-⋅++由边界条件，y=0时，u=0,立即得到2c =0，又由11sin 01sin g h c c g hρτμθμρθμ⎛⎫=-⋅+= ⎪⎝⎭⇒=⋅ 所以21sin sin 2g y u g h y ρθρθμμ=-⋅+⋅⋅2s i n 2y hy γθμ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭（答案）7-4 两块无限长二维平板如图所示，其间充满两种粘性系数分别为1μ、2μ，密度分别为1ρ、2ρ，厚度分别为1h 、2h 。

船舶流体力学习题答案(总10页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除习题5已知2,2,2,x y z v y z v z x v x y =+=+=+求：(1)涡量及涡线方程；（2）在z=0平面的面积dS=上的涡通量。

解：（1）()()()(21)(21)(21)yy x x z z i j k y z z x x y i j k i j k∂∂∂∂∂∂Ω=-+-+-∂∂∂∂∂∂=-+-+-=++νννννν 所以 流线方程为 y=x+c1,z=y+c2(2) 2J 2*0.5*0.00010.0001/wnds m s ===⎰设在（1，0）点上有0Γ=Γ的旋涡，在（-1，0）点上有0Γ=-Γ的旋涡，求下列路线的速度环流。

2222(1)4;(2)(1)1;(3)2,20.5,0.5x y x y x y x y +=-+==±=±=±=±的方框。

（4）的方框。

解：（1）由斯托克斯定理可知：因为涡通量为0，所以c20svdl wnds ==⎰⎰（4）由斯托克斯定理可知：因为涡通量为0，所以c0vdl -=⎰如题图所示，初始在（0，1）、（-1，0）、（0，1）和（0，-1）四点上有环量Γ等于常值的点涡，求其运动轨迹。

解：取其中一点（-1，0）作为研究对象。

42222cos 45cos 4534CA BA BA A CA BA BA v v v v v v v τπππτπ====++=由于四个涡相对位置将不会改变，转动角速度为：3434v w ar v wt tτπτπ====用极坐标表示为r=1, 34t τθπ=同理，其他点的轨迹与之相同。

如题图所示有一形涡，强度为，两平行线段延伸至无穷远，求x 轴上各点的诱导速度。

解：令（0，a ）点为A 点，（）为B 点 在OA 段与OB 段1222222212(cos90)4(cos 0)42()()2x v x a xv xa a x v v v x a x xaτπτπτπ=++=++∴=+=++习题六平面不可压缩流动的速度场为 （1）,;x y v y v x ==- (2) ,;x y v x y v x y =-=+ (3) 22,2;x y v x y v xy y =-=--判断以上流场是否满足速度势和流函数存在条件，进而求出。

解： （1）
u v w 1, 1, 0 x y z
因有
u v w 1 1 0 0 ，故流动是连续的。 x y z w v u w v u 1, 1, 1, 1, 1, 1 y z z x x y
将（b）式代入（a）式得分速度
（b）
v xt y g t
（c）
代入已知条件， x y 0 ， v 0 ，得 g t 0 ，有：
v xt y
我们由流函数求流线方程，流函数为：
xt y dx yt x dy tx 2

y x dx 2 dy 2 r r x y y 0 2 dx dy 2 0 x y 0 0 y2 1 x y ( arctan ) C y y x arctan C y
3.2 问下列速度场中，哪些可以构成不可压缩流体的连续流动？哪些流动是无旋的？
因满足 3.5 理想不可压缩流体平面无旋运动的分速度 u yt x ，若 x y 0 处， v 0 。试求
r cos cos r2 r cos sin vr 2 , v 2 r r r r (rvr ) cos cos v cos ( ) 2 , 2 r r r r r
所有流动是有旋的，绕 z 轴的旋转角速度为 。
(b) V y / r 2i x / r 2 j 0k ，其流线方程为
dx dy dz 2 2 y / r x / r 0
故有 dz 0 ，即 z C1 ，则
x y dx 2 dy ，消去 / r 2 并积分得 2 r r
1 3 1 1 x xy 2 x 2 y 2 C 3 2 2

u0 a1 a2 b1 a2 a2
u1 u |a2 2 2 |a2 ，即： 1b1 2b2 y y
由上面四个边界条件，解得：
b1
2 u0 1u0 ， b2 a2 1 a12 a2 1 a12 a ( 2 )u0 c1 2 1 ， c2 0 a2 1 a12
故：
u1
2 u0 a ( 2 )u0 y 2 1 a2 1 a12 a2 1 a12 12u0 yx 1b1 a2 1 a12 1u0 u2 y a2 1 a12 2 1u0 yx 2b2 yx a2 1 a12
Y X 0 ，则： x y
v u u v u v u v v u v u u ( ) ( ) v ( ) ( ) 2 ( ) t x x y x x y y x y y x y x y u v u v ( ) 2 t x y x y
船舶流体力学(NA235)第八次作业
（2010-2011 第二学期） (参考答案)
一、 厚度为 h 的粘性流体层在重力作用下沿斜面流动，表面的压强为大气压 Pa ，流体粘性系 数为 ，斜面的倾斜角为 ，试求流体内速度分布及流量。 解： 流体在刚开始运动时， 在重力作用下有加速的趋势， 但因受到壁面摩擦力的作用， 最终重力和摩擦力将达成平衡，使流动趋于定常。 取坐标如图，因流动是平行流，有
积分得： P cos y C ( x) 因 y h 时， P Pa ，故： Pa cos h C ( x) 得：
P Pa (h y ) cos
由（3）式看出：
（3）
P 0 ，故（1）式成为： x

船舶流体力学_上海交通大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.下列流体哪个属牛顿流体：( )参考答案:汽油2.在惯性力和重力起主导作用时，两相似流场的欧拉相似准数必相等。

参考答案:错误3.边界层的流动分离发生在 ()参考答案:逆压梯度区；4.以下对边界层内的流动特点描述正确的是 ()参考答案:粘性力与惯性力量级相等；5.在势流流动中，如果物体作匀速运动，则物体不受流体作用力;如果物体作加速运动，则物体受流体作用力。

参考答案:正确6.在一定条件下，层流和湍流两种流动状态可以相互转换。

参考答案:正确7.Venturi管用来测量：（）参考答案:管道内流体流动的流量8.水下潜艇的平面上甲板受到的静水压力的合力与以下哪个因素无关？（）参考答案:甲板倾角9.对已建立微分方程的问题，根据影响流动过程的物理参数通过量纲分析导出相似准则称为量纲分析方法。

参考答案:错误10.有一个变直径管，直径【图片】，【图片】,流速【图片】。

【图片】为: （）参考答案:6m/s11.一维流动的连续性方程VA=C成立的必要条件是：（）参考答案:不可压缩流体12.涡线所诱导的速度场都是无旋场。

参考答案:正确13.判别边界层内的层流和湍流状态的准则数为距离雷诺数。

参考答案:正确14.在液体中潜体所受浮力的大小：（）参考答案:与液体的密度成正比15.边界层内沿厚度方向，存在很大的速度梯度。

参考答案:正确16.公式【图片】表示的含义为：（）参考答案:流体在x, y, z三方向上的变形速率之和为017.尼古拉兹试验是研究管道沿程水头损失随雷诺数和相对粗糙度的变化关系的试验。

参考答案:错误18.理想流体绕任意物体的平面无旋流动，物体受到流体的作用力可能有参考答案:附加惯性力19.无穷远均匀来流绕一确定形状的圆柱体有环量流动，升力的大小与（）有关参考答案:圆柱体的直径20.不可压缩定常流动与不可压缩非定常流动的连续方程的微分形式是一致的。

7-1油在水平圆管内作定常层流运动,解：圆管层流，流量4a 8"lP 2T 4Q4a管壁上y4Q 石a a4Q 4Q3aa 33.55 104m 2/s4Q（结论）7-2 Prandtl 混合长度理论的基本思路是什么答：把湍流中微团的脉动与气体分子的运动相比拟，将 速度表示。

Reyn olds 应力用混合长度与脉动7-3无限大倾斜平板上有厚度为 h 的一层粘性流体，在重力g 的作用下作定常层流运动， 自 由面上压力为大气压 Pa 且剪切应力为0。

流体密度为 ，运动粘性系数为，平板uuuf 1P2uvfxut x yxv v v £ 1p2— u vfyvt x yy连续方程为：u —0t t由于流动定常， 故 Navier-Stokes 方程中tNavier-Stokes 方程可简化为3 口亠十'2d=75mm, Q=7l/s,=800kg/ m ,壁面上 =48N/ m ,求油的粘性系数。

u - uu y f x 1 px 2u x vvv1 p 2uv-f y --vxyy边界条件为：y=0 时，u=0 ,v=0 y=h 时，v=0, =0， p=Pa由上述边界条件知，v 始终为0,故一0,」 0。

x则以上Navier-Stokes 方程的第二式可进一步简化为:第七章答案倾斜角为。

求垂直于x 轴的截面上流体的速度分布和压力分布。

解：不可压缩平面流动的Navier-Stokes 方程为:y g cos g cos p g cos y c 由y=h时p=Pa解得：常数c Pa gcos h 故P Pa g cos (h y)以上Navier-Stokes方程的第一式可进一步简化为:x丄上2ux因p为y的函数，所以上式中P=o x上式最终简化为:2ud2u d? d2u d?gsingsing sin2g • y sin cy由边界条件，y=0时, u=0,立即得到C2=0，又由C i 所以g sin h1 gsin h2g sin 仏Cigsin h yhy （答案）sin y2—sin2th由于V=0 和-Ux 0上式可化简为idy2v1 Pxy P P(x)u(y)所以, 对上层流体，有U i i Pi 21uii x2i P yqyP lUid2U|dy2以上关于U i的方程的边界条件为:yy (h iU ih2)UiniU iV。

船舶阻力与推进典型例题详解1.1.FroudeFroude 比较定律和Froude 假定及其相关一些概念例题1：某万吨船的船长=wl L 167m，排水量=∆25000t，航速kn V s 16=，对应船模缩尺比33=α，试着求船模的长度、排水量及其相应的速度。

解：根据流体力学中相似定律，可以知道有以下规律：α=VmVsα=m sL L 3αρρsm m s =∆∆因此求解结果如下表所示：参数Lwl(m)∆(t)Vs 实船1672500016船模5.0606060610.6956618532.7852425例题2：设有五艘尺度、船型、航速各不相同的船舶如下表：船类船长（m）航速（kn/h）货船12012客货船16023高速客船8523鱼雷艇2632拖轮46127分别计算它们的Froude 数Fn 和速长比LV s，并判断它们属于何种速度范围？解：注意计算Froude 数中各个量单位，gLV Fr s=，其中速度使用m/s 单位，g 为9.8m/s^2，L 单位为m ，而在速长比中，v 的单位为kn ，L 的单位为ft ，两者关系：L V F sr 2977.0=Fr LVs355.3=计算结果如下：L （m ）航速（kn/h ）Vs(km/h)Fr 船长（ft ）速长比货船120.0012.00 6.170.18393.700.60客货船160.0023.0011.830.30524.93 1.00高速客船85.0023.0011.830.41278.87 1.38鱼雷艇26.0032.0016.46 1.0385.30 3.46拖轮（单放）46.0012.00 6.170.29150.920.98拖轮（拖带）46.007.003.600.17150.920.57例题3：某海船m L wl 100=,m B 14=,m T 5=,排水体积34200m =∇，航速为17kn，（1）试求缩尺比为20、25、30、35时船模的相当速度和重量；（2）当缩尺比为25，在相当速度时测得兴波阻力为1公斤，实验水池温度为12度，求其他船模在相当速度时的兴波阻力；（3）所有船模对应的实船在水温15度的海水中兴波阻力为多少吨？解：第一问考查相似定律，第二问考查Froude 比较定律，计算结果如下：α实船排水体积船模排水体积（m3）实船航速(m/s)船模速度（m/s ）船模相当重量kg 船模Rw （kg ）实船（kg ）204200.000.538.74 1.96524.50 1.9516049.77254200.000.278.74 1.75268.54 1.0016049.77304200.000.168.74 1.60155.410.5816049.77354200.000.108.741.4897.870.3616049.772.二因次法解决船舶阻力问题(62)(B)例题4：某海船的水线长m L wl 100=，宽度m B 14=，吃水m T 5=，排水体积34200m =∇，中央剖面面积269m A M =，航速17kn，试求尺度比为25=α的船模相应速度。

习题二2.1 设质量力222222f ()()()y yz z z zx x x xy y =++++++++i j k 在此力场中，正压流体和斜压流体是否可以保持静止？说明原因。

解：22(22)(22)()0f y z i z x j x xy y k ∇⨯=-+-+++≠333333()2222220f f y z z x x y ⋅∇⨯=-+-+-=固正压流体不能保持静止，斜压流体可以保持静止。

2.2 在自由面以下10m 深处，水的绝对压力和表压分别是多少？假定水的密度为1000kg 3m -,大气压为101kpa 。

解： 表压为：10p p p gh ρ=-==1000*9.81=98100pa. 绝对压力为：10p p p =+=98100+101000=199100pa.2.3 正立方体水箱内空间每边长0.6m,水箱上面装有一根长30m 的垂直水管，内径为25mm,水管下端与水箱内部上表面齐平，箱底是水平的。

若水箱和管装满水（密度为1000kg 3m -），试计算：（1）作用在箱底的静水压力；（2）作用在承箱台面上的力。

解： （1）p gh ρ==1000*9.8*（30+0.6）=300186pa (2) F gv ρ==1000*9.8*(0.216+0.015)=2264N.2.4 如题图2.4所示，大气压力为a p =100kN 2m -,底部A 点出绝对压力为130kN 2m -,问压力计B 和压力计C 所显示的表压各是多少？解：C 表显示：1c A p p gh ρ=-=130-9.81*1=120.43kN 2m -B 表显示：2B A p p gh ρ=-=100+9.81*1*3=139.43kN 2m -2.5 倾斜式微压计由贮液杯和倾斜管组成，如题图2.5所示，贮液杯内自由面上的压力为大气压力a p ，斜管接待测压力p(<a p ),若p=a p 时斜管中液柱读数为0a ，试证明 00()(1)sin sin a sp p g a a s ραα-=-+式中，a 为测压时斜管中液柱的读数；s 为斜管的横截面积；0s 为贮液杯的横截面积；α为斜管的倾斜角。

B.船舶质量
C.船舶长度
D.船舶推进器配置
5.船舶在波浪中航行时，可能会受到哪些影响？（）
A.波高
B.波长
C.波速
D.船舶质量
6.以下哪些设计可以提高船舶的耐波性？（）
A.优化船体线型
B.增加船体宽度
C.减小船舶长度
D.提高船舶推进力
7.在船舶结构设计中，哪些因素与船舶的稳性相关？（）
A.船体形状
B.船舶质量分布
7.船舶结构设计中的强度计算主要考虑______、______和______。（）
8.船舶的载重量与船体的______和______有关。（）
9.为了减小船舶的阻力，可以采取_限水域航行时，其阻力会因______和______等因素而增加。（）
四、判断题（本题共10小题，每题1分，共10分，正确的请在答题括号中画√，错误的画×）
B.船体厚度
C.船体形状
D.船舶质量
11.以下哪些条件会影响船舶在受限水域的航行阻力？（）
A.水域宽度
B.水域深度
C.船舶速度
D.船体形状
12.以下哪些因素与船舶的航向稳定性有关？（）
A.船体形状
B.船舶质量
C.船舶推进器
D.船舶航行速度
13.以下哪些流体力学原理可以解释船舶转弯时的现象？（）
A.离心力
A.船体形状
B.船舶质量
C.船舶速度
D.船舶推进器
18.在船舶结构设计中，以下哪种方法可以提高船舶的航向稳定性？（）
A.增加船体宽度
B.减小船体长度
C.优化船体线型
D.增加船舶推进器
19.以下哪个流体力学原理可以解释船舶在波浪中航行时的上下颠簸现象？（）
A.船舶阻力

船舶流体力学与船体设计考核试卷
考生姓名：__________答题日期：__________得分：__________判卷人：__________
一、单项选择题（本题共20小题，每小题1分，共20分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1.以下哪个不是船舶流体力学的研究内容？()
A.流体性质
2.改变船体形状减小阻力的原理是通过流线型设计减少水流与船体的摩擦和阻力。这能提高推进效率，降低能耗。
3.船体稳定性是设计中的关键，静稳定性指船体在静止状态下的稳定性，动稳定性指船体在运动中的稳定性，二者主要区别在于考虑的因素和船体的运动状态。
4.船舶在波浪中运动时受到的主要力包括浮力、波浪力、阻力等，这些力影响船体的结构强度、航行稳定性和舒适性。
C.横摇幅值
D.船体的吃水深度
14.以下哪些是船体设计中减小船舶振动的方法？()
A.优化船体结构
B.增加船体的刚度
C.使用减震材料
D.减少船体的载重量
15.以下哪些推进器适用于不同类型的船舶？()
A.螺旋桨
B.水平轴风力推进器
C.垂直轴风力推进器
D.柴油机
16.以下哪些因素会影响船体在静水中的稳定性？()
A.船体的形状
B.船体的重心位置
C.船体的排水量
D.船体的材料
17.以下哪些是船体设计中考虑的安全因素？()
A.船体的结构强度
B.船体的稳定性
C.船体的耐波性
D.船体的载重量
18.以下哪些因素会影响船体的方形系数？()
A.船体的长度
B.船体的宽度
C.船体的吃水深度
D.船体的排水量
19.以下哪些现象与船舶的纵向运动有关？()