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第四章 理想流体动力学和平面势流答案4－1 设有一理想流体的恒定有压管流，如图所示。
已知管径1212d d =，212d D =，过流断面1-1处压强p 1>大气压强p a 。
试按大致比例定性绘出过流断面1-1、2-2间的总水头线和测压管水头线。
解：总水头线、测压管水头线，分别如图中实线、虚线所示。
4－2 设用一附有液体压差计的皮托管测定某风管中的空气流速，如图所示。
已知压差计的读数h ＝150mmH 2O ，空气的密度ρa =1.20kg/m 3，水的密度ρ =1000kg/m 3。
若不计能量损失，即皮托管校正系数c =1，试求空气流速u 0。
解：由伯努利方程得2002s a a p u p g g gρρ+= 00a 2()s p p u g gρ-=（1） 式中s p 为驻点压强。
由压差计得 0s p gh p ρ+=0s p p gh ρ-= （2）联立解（1）（2）两式得0a a 10002229.80.15m/s 49.5m/s 1.2gh h u gg g ρρρρ===⨯⨯⨯= 4－3 设用一装有液体（密度ρs =820kg/m 3）的压差计测定宽渠道水流中A 点和B 点的流速，如图所示。
已知h 1 =1m ，h 2 =0.6m ，不计能量损失，试求A 点流速u A 和B 点流速u B 。
水的密度ρ =1000kg/m 3。
解：（1）1229.81m/s 4.427m/s A u gh ==⨯⨯= （2）由伯努利方程可得22A AA u p h g gρ+= （1）22B BB u p h g gρ+= （2）式中A h 、A p 和B h 、B p 分别为A 点和B 点处的水深和驻点压强。
由（1）、（2）式可得2222A B A BA B p p u u h h g g gρ-=+-- （3） 由压差计得，22ρρρρ--++=A A s B B p gh gh gh gh p ，所以220.82A BA B p p h h h h gρ-=+-- (4) 由（3）式、（4）式得2222 4.427(10.82)0.6(10.82)0.8922229.8B A u u h g g =--=--=⨯ 29.80.892m/s 4.18m/s B u =⨯⨯=。
中央广播电视大学“开放教育试点”土木工程专业(专升本)流体力学课程教学大纲中央广播电视大学2001年12月《流体力学》教学大纲第一部分大纲说明一、课程的性质与任务流体力学是中央广播电视大学“开放教育试点”工学科土建类土木工程专业的一门公共必修课程。
该课程的主要任务是使学生掌握流体（水流）运动的一般规律和有关的基本概念、基本原理、基本方法和一定的试验技能，注意培养学生发现和解决问题的能力，为学习专业课程、从事专业技术工作或进行科学研究打下基础。
二、课程的教学基本要求学生学完本课程后应达到下列基本要求：1．具有一定的理论基础。
正确理解流体力学的基本概念。
掌握连续性方程、能量方程、动量方程的应用。
掌握水流运动的分析方法。
认识量纲分析与实验的关系。
2．对工程中的一般流体问题具有分析和计算的能力。
3．掌握一定的实验技能与方法，具有测量运动参数、分析实验数据和编写实验报告的能力。
三、课程教学要求的层次有关定义、定理、性质、特征等概念的内容按“知道、了解、理解”三个层次要求；有关计算、解法、公式、法则等方法的内容按“会、掌握、熟练掌握”三个层次要求；实验按“观察、学会、能、测定、掌握、应用”六个层次要求。
第二部分学时、教学安排、教材与教学环节一、学时分配与学分1．学时分配本课程共72学时2．学分本课程共4学分。
二、教学安排流体力学课程安排在第三学期，一个学期完成全部教学任务。
三、文字教材根据远距离教育要求，本课程的文字教材以文字主教材和文字辅助教材两部分组成，并采用合一式编排。
文字教材是学生学习课程的主要用书，主教材部分的内容是课程的基本内容，是教学的主要依据。
辅教材部分的内容是对主教材相应内容进行归纳、总结，通过例题与习题，帮助学生理解和掌握课程的内容。
文字教材是学生获得知识和提高能力的重要媒体之一，教材的内容要具有科学性，概念叙述要准确无误，方法的阐述要详细，论证要清楚，要体现远程开放教育的特点，要适合成人、以业余学习为主的特点，要便于自学。
第1章绪论选择题【】按连续介质的概念，流体质点是指：（）流体的分子；（b）流体内的固体颗粒；（c）几何的点；（d）几何尺寸同流动空间相比是极小量，又含有大量分子的微元体。
解：流体质点是指体积小到可以看作一个几何点，但它又含有大量的分子，且具有诸如速度、密度及压强等物理量的流体微团。
（）【】与牛顿内摩擦定律直接相关的因素是：（）切应力和压强；（b）切应力和剪切变形速度；（c）切应力和剪切变形；（d）切应力和流速。
解：牛顿内摩擦定律是，而且速度梯度是流体微团的剪切变形速度，故。
（）【】流体运动黏度υ的国际单位是：（）m2/s；（b）N/m2；（c）kg/m；（d）N·s/m2。
解：流体的运动黏度υ的国际单位是。
（）【】理想流体的特征是：（）黏度是常数；（b）不可压缩；（c）无黏性；（d）符合。
解：不考虑黏性的流体称为理想流体。
（）【】当水的压强增加一个大气压时，水的密度增大约为：（）1/20 000；（b）1/1 000；（c）1/4 000；（d）1/2 000。
解：当水的压强增加一个大气压时，其密度增大约。
（）【】从力学的角度分析，一般流体和固体的区别在于流体：（）能承受拉力，平衡时不能承受切应力；（b）不能承受拉力，平衡时能承受切应力；（c）不能承受拉力，平衡时不能承受切应力；（d）能承受拉力，平衡时也能承受切应力。
解：流体的特性是既不能承受拉力，同时具有很大的流动性，即平衡时不能承受切应力。
（）【】下列流体哪个属牛顿流体：（）汽油；（b）纸浆；（c）血液；（d）沥青。
解：满足牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体。
（）【】时空气和水的运动黏度，，这说明：在运动中（）空气比水的黏性力大；（b）空气比水的黏性力小；（c）空气与水的黏性力接近；（d）不能直接比较。
解：空气的运动黏度比水大近10倍，但由于水的密度是空气的近800倍，因此水的黏度反而比空气大近50倍，而黏性力除了同流体的黏度有关，还和速度梯度有关，因此它们不能直接比较。
《流体力学》学习大纲学习目的：本课程是专业基础课程之一，它的任务和目的是使学生掌握流体力学的基本概念、基本原理、基本方法和基本技能，并具有一定的分析、解决本专业中涉及流体力学问题的能力，为学习后续专业课程、从事专业技术工作或进行科学研究打下坚实的基础。
学习要求：要求学生通过本课程学习，应该能够掌握流体的主要物理物质；能够掌握流体静压强的分布规律和总压力的计算；能够掌握不可压缩、恒定流动条件下理想流体与粘性流体的基本概念、流动规律、基本方程；能够运用基本理论和基本方程分析一些基本流动，掌握流体在运动状态下基本力学参量计算的基本方法；能够掌握孔口、管嘴、短管、长管的计算；能够掌握明渠均匀流的水力计算，掌握恒定明渠非均匀渐变流的微分方程，学会分析水面曲线；能够掌握堰流分类及其计算；能够掌握渗流基本定律，了解完全井的浸润线方程和出流量计算；能够正确理解因次分析和相似原理对实验的指导意义。
1. 绪论1. 了解流体的主要物理性质：惯性，重力特性，粘性和压缩性和膨胀性，理解掌握流体的粘性和牛顿内摩擦定律。
2. 理解质量力和表面力，掌握其表示方法。
3. 流体的力学模型：连续介质模型，理想流体模型，不可压缩流体模型。
了解流体力学的主要研究方法。
2. 流体静力学1. 理解和掌握静压强及其特性。
2. 了解欧拉平衡微分方程的推导，理解欧拉平衡微分方程的物理意义。
3. 掌握流体静力学基本方程，掌握点压强的计算方法，掌握压强的计算基准和表示方法，掌握静压强分布图，了解压强的量测方法。
4. 掌握计算作用于平面和曲面上的液体总压力。
3. 流体运动学1. 了解描述流体运动的两种方法：拉格朗日法，欧拉法；了解质点加速度表达式。
2. 掌握迹线、流线的概念；掌握描述流体运动的一些基本概念：流管和流束，过流断面，元流和总流，流量，断面平均流速等。
3. 掌握流体运动的连续性微分方程和总流的连续性方程。
4. 了解流体运动微分方程。
5. 掌握实际流体元流w h g u p z g u p z +++=++2222222111γγ和总流伯努利方程+=++2211112z g v p z αγ w h g v p ++22222αγ的物理意义、几何意义以及应用。
