2006年华南理工大学不可压缩流体力学考研试题 (2)

827华南理工大学2008年攻读硕士学位研究生入学考试试卷（请在答题纸上做答，试卷上做答无效，试后本卷必须与答题纸一同交回）科目名称：不可压缩流体力学适用专业：流体机械及工程共页一. 单项选择题(每题3分, 共30分)在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，错选、多选或未选均无分。

1.压力体内＿＿＿。

(A) 必定充满液体(B) 肯定不会有液体(C) 至少部分有液体(D) 可能有液体，也可能无液体2.一个桶，下半部盛水，上半部盛油（密度为800kg/m3），油和水的深度都是20cm，如果桶以加速度4.90m/s2向下降落，则桶底受到的表压强为＿＿＿kPa。

(A) 0.78 (B) 1.76 (C) 3.53 (D) 5.33.用一块平板挡水，平板形心的淹深为h c，压力中心的淹深为h D，当h c增大时，h D－h c＿＿＿。

不确定(A) 增大(B) 不变(C) 减小 (D)4.通过一个曲面上的体积流量与曲面上的有关。

压强(A)切向速度(B) 法向速度 (C) 密度分布 (D)5.虹吸管最高处的压强 大气压。

(A) 等于 (B) 大于(C) 小于 (D)A和C6.雷诺数Re表征 之比。

(A) 粘性力与压力 (B) 惯性力与重力(C) 粘性力与质量力 (D) 惯性力与粘性力7.局部损失产生的主要原因是 。

(A) 局部漩涡和二次流 (B) 流态的变化(C) 流体的粘性 (D) 壁面切应力8.分析水击现象时，必须考虑 的影响。

(A) 水深 (B) 水的粘性(C) 流体的压缩性和管壁的弹性 (D) 雷诺数9.沿程损失系数λ的量纲（单位）为 。

(A) m (B) m/s (C) m2/s (D) 无量纲10.层流中，沿层水头损失与速度的＿＿＿次方成正比。

(A) 1 (B) 1.5 (C) 1.75(D) 4.2二. 填空题(每题6分, 共30分)11.润滑油的动力粘性系数μ＝4×10−3N·s/m2，已测得剪切应力为τ＝0.1 N/m2，流体微团的角变形速率则为。

简答题 (60分)能把流体看作连续介质的条件是什么?试简述描述流体运动的欧拉法和拉格朗日法。

什么是流体的压缩性？如何区分可压缩流体和不可压缩流体？什么是流体的粘性、本构方程？如何区分牛顿流体和非牛顿流体？什么是几何相似和相似流动？ 雷诺数（Re ）的物理意义是什么？计算题 (70分)比重为0.85、动力粘度为0.01 的润滑油在 的管道中做层流流动，每米长管道的压强降落为 ，试求：雷诺数及质量流量；管壁上的切应力；在40m 管道中流动所需的功率。

（20分） 已知流场的速度为 ， ， 式中k 为常数，试求通过（1,0,1）点的流线方程。

（20分） 水射流直径 ，速度V ，平板法线与射流方向的夹角 60°，平板沿其法线方向运动速度 ，试求射流作用在平板法线方向上的力F 。

(假定射流到平板上不飞溅)（30分）证明题 (20分)试证明流体体积的膨胀系数，体积压缩系数，体积弹性模数可用比体积 和密度 表达为下列公式：dTd dT dv v T ρρβ11-== 一、简答题（35分）1、液体与气体粘性随着温度的变化呈现什么规律？解释一下变化原因（7分）2、什么是连续介质模型？为何要做这样的假定？什么情况下连续介质的假定不成立？（7分）3、欧拉法中有哪两种加速度？它与速度场的定常与否及均匀与否有什么关系？（8分）4、从阻力的角度解释经过激波会产生机械能的损失。

（6分）5、粘性流体管内流动的能量损失有几种形式？他们的形成原因有什么不同？（7分）二、半径R=0.4m ，长度L=1m 的圆柱体与油（比重为0.8）、水接触的情况如图所示，圆柱体右边与容器顶边成直线接触。

试求：（1）圆柱体作用在容器顶边上的力；（2）圆柱体的重量（12分）三、证明： 所表示的流动的是势流，并求出该流动的速度热函数。

若流体的密度是 ，在点（1，-2）处压强p=4.8kPa ，试求点（9，6）处的压强。

（15分）四、方形光滑管道边长为a 和b ，截面积一定，求流量一定时，沿程损失最小的a/b 的值（设流动为层流）。

华南理工大学2006年考研不可压缩流体力学试题叙述流线、迹线的定义。

分 说明流速、流量、压力及剪切应力的定义和单位。

分 写出雷诺数的表达式并表述各参数物理意义。

分 什么叫流动相似？对于粘性不可压缩流体流动，有哪些相似准则。

分 简要分析实际液体在流动过程中产生水头损失的原因；水头损失有哪些种类？分如图所示，一垂直放置的圆形平板闸门，已知闸门半径R 为1m ，形心在水下的淹没深度hc 为8m ，求作用于闸门上静水总压力FP 的大小及作用点D 的位置。

分已知速度分布为u ＝(y+t2),v=x+t, w=0,试求时刻t ＝2，经过点(1,1)的流线方程。

分如图所示，大水箱内水深H ，水箱侧壁开一小孔，小孔在水面下h ，求h 为多大时，可使射流离水箱距离x 最大？并求x的最大值。

分沿流动长度s （m ），流速v （ms-1），压力P （Pa ），从基准点的高度z （m ），重力加速度g （ms-2），不可压缩非粘性一维流动的欧拉方程式用下式给出：ds dz g s s v v tv -∂∂-=∂∂+∂∂ρρ1 (1).对定常流将上式沿流线积分，导出伯努利定理并说明各项的物理意义。

分(2).在导出伯努利定理进行应用时，试列举出其假定条件（或前提条件）。

分有一圆柱形容器如下图所示，内半径为R ，原盛水深度为H ，将容器以等角速度绕中心轴Oz 旋转，试求运动稳定后容器中心及边壁处的水深。

已知旋转抛物体的体积为同底、等高的圆柱体体积的一半。

分30ºC的空气以15m/s的速度流过长为1m，宽为0.5m的矩形平板，气流方向与平板长边方向平行。

假定边界层全部为层流边界层，求平板受到的阻力。

（已知30ºC的空气密度=1.165kg/m3,动力粘性系数51086.1-⨯=μPa·s）。

分不可压缩流体的平面运动，流体速度分量可表示为yxu-=4,xyv-=4。

证明该流动满足连续性方程并求出流函数的表达式。

华南理工大学2006年硕士研究生入学考试半导体物理试卷一、解释下列概念：（20分）1、霍尔效应：2、共有化运动3、杂质补偿4、肖特基势垒5、非平衡载流子寿命二、简述硅和砷化镓能带结构的异同。

（10分）三、简述产生半导体激光的基本条件。

（10分）四、简述半导体光吸收的主要物理过程，并在能带示意图上定性表示之。

（10分）五、试述什么是简并、非简并半导体；给出非简并、弱简并及简并半导体的区分标准，并说明其含义。

（15分）六、请解释迁移率概念，并说明对于半导体硅而言影响其迁移率的主要因素。

（15分）七、请定性画出n-n型异质结平衡时能带图，并给予简要解释。

（15分）八、用n型Si衬底制成MOS电容，解释该结构在积累、耗尽、弱反型、强反型下的电容值变化规律，并画出高频、低频的C-V曲线。

（15分）九、在半导体硅材料中掺入施主杂质浓度ND = 1015/cm3，受主杂质浓度NA = 4×1014/cm3；设室温下本征硅材料的电阻率ri=2.2×105W.cm，假设电子和空穴的迁移率分别为mn =1350cm2/(V.S), mp = 500cm2/(V.S)，不考虑杂质浓度对迁移率的影响，求掺杂样品的电导率。

（20分）十、施主浓度ND = 1016/cm3的n型单晶硅片，求室温下功函数是多少？若忽略表面态的影响，当它同金属Al、Au、Mo接触时，分别形成何种接触？并定性画出该n型硅与金属Al接触前后的能带示意图。

已知硅的电子亲和能Xs =4.0eV，NC = 1019/cm3，设金属的功函数分别为Wal = 4.05 eV, WAu = 5.20eV, WMo = 4.21 eV。

（20分）华南理工大学2006年硕士研究生入学考试辩证唯物主义与历史唯试卷一、单项选择题：（在每小题的备选答案中选出一个正确答案，填在答题纸的相应题号的空格内。

每小题2分，共40分）1、哲学的基本问题是（）A.世界观和方法论的关系问题B.物质和运动的关系问题C.理论和实践的关系问题D.思维和存在的关系问题2、绝对真理是指（）。

06级研究生高等流体力学期末考试试题一、概念题：1． 什么是边界层厚度，位移厚度和动量损失厚度，并解释其物理意义。

边界层中速度为99％主流速度的位置到壁面的垂直距离。

位移厚度001 *u dy u δ∞⎛⎞=−⎜⎟⎝⎠∫由于壁面存在，使得流量减少，相当于壁面向外推移了一定的厚度。

动量亏损厚度0001 u u dy u u θ∞⎛⎞=−⎜⎟⎝⎠∫由于由于壁面存在，使得动量通量减少，相当于壁面向外推移了一定的厚度。

2． 什么是牛顿传热定律，试解释自然对流不满足牛顿传热定律的原因。

单位时间单位面积的换热量正比于温差。

自然对流中温差不仅影响换热，而且影响速度场，从而改变换热系数，换热量与温差的关系不是线性的。

3． 分析Ekman 层和静止坐标系中壁面边界层的相同点与不同点。

相同点：Ekman 层和边界层都是自由流与固壁之间的运动，需要考虑粘性力的影响。

Ekman 层坐标系是旋转的，边界层的坐标系是不旋转的。

不同点：Ekman 层中粘性力和科氏力平衡，U ,仅是的函数，与V z x,y 无关，Ekman 层厚度是常数。

边界层中惯性力与粘性力平衡，速度沿流动方向是变化的，边界层的厚度是变化的。

4． 什么是Kelvin-Helmholtz 不稳定，举例说明哪些流动可以产生K-H 不稳定。

剪切流中，由于速度分布有拐点引起的不稳定性过程。

平面混合层、自由射流，尾流中都可以产生K-H 不稳定。

5． 湍流粘性系数的定义，并说明它与分子粘性系数的区别。

湍流应力张量和平均流场应变率之间的线性关系，比例系数为湍流粘性系数。

湍流粘性系数不是物性参数，与流场结构有关。

分子粘性系数是物性参数。

二、密度为ρ的不可压缩均质流体以均匀速度1u 进入半径为R 的水平直圆管，出口处的速度分布为()2221ru C R =−，式中C 为待定常数，r 是点到管轴的距离。

如果进口和出口处的压强分别为1P 和2P ，求管壁对流体的作用力。

华南理工大学2006年考研热力学工学试题一、请简单说明下面各题中两个概念的差别。

（每题7分，共42分）1、 控制体积和控制质量；2、 平衡状态和稳定状态；3、 技术功和流动功；4、 熵增原理和能量贬值原理；5、 压气机的等温效率和容积效率；6、 压缩因子和压缩比；二、综合题（共50分）。

1、请在T —s 图上表示湿空气从未饱和状态到达其对应的饱和状态的过程以及从此未饱和状态开始的结露过程，并简单解释比较露点和饱和状态。

（8分）2、理想气体的多变过程是理想气体发生的任意热力过程吗？为什么？请先在同一p —v 图和T —s 图上画出理想气体定压、定容、定温和绝热等四个基本过程，再把满足多变指数0<n 的多变吸热过程在图上定性表示出来。

（8分）3、为什么在其临界点附近的气体不能视为理想气体？请在p —V 图上表示出CO 2在不同温度时（t<t C ；t ＝t C ；t>t C ）的等温变化过程，并示意性画出在两相区中根据范德瓦尔方程得到的等温曲线。

（10分）4、请利用p —v 图、并借助循环热效率的计算式，分析比较内燃机三种理想加热循环的热效率大小。

设在这三种理想加热循环中，工质相同，且它们的初始状态、最高温度和最高压力也分别相同。

（12分）5、水处于三相状态时的压力、温度和比容都小于其临界状态下的相应值吗？请在T —s图上表示具有两次抽汽回热的可逆蒸汽动力循环，并根据此图，用有关各点的焓值表示抽汽量和热效率的计算式。

（12分）三、某闭口系统中充有5kg 空气，其初始参数为MPa p 5.01=、C t ︒=5271。

已知系统按着一可逆多变过程变化到MPa p 1.02=、C t ︒=3272，且空气可以当作比热为定值理想气体，)/(287.0K kg kJ R g ⋅=，求系统在此过程中与外界交换的热量。

（8分）四、要把初始状态为p 1=0.25MPa 、t 1=527℃的废燃气经过喷管射入p 2=100kPa 的环境。