流体力学复习题98005说课材料

一、单项选择题1.符合以下〔B 〕条件的液体为可以应用牛顿内摩擦定律。

A、任何流体作层流运动 B.牛顿流体作层流运动C.牛顿流体作紊流运动D.任何流体作紊流运动2.牛顿内摩擦定律表达了液体的〔C 〕。

A.切应力和速度.粘性之间的关系B.切应力和粘性、剪切变形之间的关系C.切应力和粘性.剪切变形速度之间的关系D.切应力和粘性、流速梯度、压强之间的关系3.牛顿流体具有〔 A 〕。

A.扩散并充满整个容器的特性B.在任何切应力作用下不能维持静止状态的特性C.实际上绝对不可压缩的性质D.切应力与运动状态无关的性质4.牛顿流体应符合的规律是〔 D 〕。

A.切应力与剪切变形成正比B.切应力与横向压强变化率成正比C.切应力与横向流速梯度成正比D.切应力与纵向流速梯度成正比5.牛顿内摩擦定律适用于处于层流状态的〔 B 〕。

A.任何流体B.牛顿流体C.非牛顿流体D.以上都不对6.牛顿内摩擦定律适用的条件是〔 C 〕。

A.理想液体层流运动B.牛顿液体均匀流C.牛顿液体层流运动D.理想液体恒定流7.在平衡液体中，质量力与等压面〔 D 〕。

A.重合B.平行C.相交D.正交8.液体不具有的性质是〔C 〕。

A.易流动性B.压缩性C.抗拉性D.粘滞性9.液体动力粘度随液体温度的升高而〔 C 〕。

A.增大B.不变C.减小D.可增大也可减小10.连续介质假设认为流体〔 A 〕连续。

A.在宏观上B.在微观上C.分子间D.原子间11.理想液体是〔 C 〕。

A.没有切应力又不变形的液体B.没有切应力但可变型的一种假想液体C.切应力与剪切变形率呈直线关系D.有切应力而不变形的液体12.理想液体是〔D 〕A.粘性大的液体；B.服从牛顿内摩擦定律的液体；C.没有粘性的液体；D.具有粘性的不可压缩液体。

13.影响水的运动粘度的主要因素为〔B 〕。

A.水的容重B.水的温度C.当地气压D.水的流速14.液体弹性系数越大，液体〔B 〕。

A.越易压缩B.越不易压缩C.弹性越小D.粘性越小15.在水力学中，单位质量力是指〔 C 〕。

流体⼒学复习题绪论（1）流体质点：也称流体微团，是指尺度⼤⼩同⼀切流动空间相⽐微不⾜道⼜含有⼤量分⼦，具有⼀定质量的流体微元。

（2）流体连续介质模型：连续介质：质点连续地充满所占空间的流体或固体。

把流体视为没有间隙地充满它所占据的整个空间的⼀种连续介质，且其所有的物理量密度、速度、压强和温度都是空间坐标和时间的连续函数的⼀种假设模型：u =u(t,x,y,z)。

优点：1 排除了分⼦运动的复杂性。

2 物理量作为时空连续函数，则可以利⽤连续函数这⼀数学⼯具来研究问题。

可压缩流体：流体密度随压强变化不能忽略的流体。

不可压缩流体：流体密度随压强变化很⼩，流体的密度可视为常数的流体。

实际流体：指具有粘度的流体，在运动时具有抵抗剪切变形的能⼒，即存在摩擦⼒，粘度（µ=0）。

理想流体：是指忽略粘性（µ=0）的流体，在运动时也不能抵抗剪切变形。

思考题： 1.为什么⽔通常被视为不可压缩流体因为⽔的Ev=2×109Pa ，⽔的体积变化很⼩，可忽略不计，所以通常可把⽔视为不可压缩流体。

2.⾃来⽔⽔龙头突然开启或关闭时，⽔是否为不可压缩流体为什么为可压缩流体。

因为此时引起⽔龙头附近处的压强变化，且变幅较⼤。

3.含有⽓泡的液体是否适⽤连续介质模型地下砂、⼟中⽔的渗流是否适⽤连续介质模型适⽤连续介质模型。

【例1-1】⼀平板距另⼀固定平板δ=0.5mm，⼆板⽔平放置，其间充满流体，上板在单位⾯积上为τ=2N/m2的⼒作⽤下，以u=0.25m/s的速度移动，求该流体的动⼒黏度。

【解】由⽜顿内摩擦定律（1-10）由于两平板间隙很⼩，速度分布可认为是线性分布，可⽤增量来表⽰微分s).(Pa?004.025.0105.020d d 3=??=-==-δττµu y u【例1-2】长度L=1m ，直径d=200mm ⽔平放置的圆柱体，置于内径D=206mm 的圆管中以u=1m/s 的速度移动，已知间隙中油液的相对密度为d=，运动黏度ν=×10-4m2/s ，求所需拉⼒F 为多少解】间隙中油的密度为（kg/m3）动⼒黏度为（Pa·s ）由⽜顿内摩擦定律（1-9）由于间隙很⼩，速度可认为是线性分布（N ）【例1-3】把⼀内径为10mm 的玻璃管插⼊盛有20℃⽔的容器中，求⽔在玻璃管中上升的⾼度。

一、简答题1．缓变过流断面、缓变流动过流断面在流束或总流中与所有流线都相垂直的横断面。

缓变流动若某过流断面上的流线几乎是相互平行的直线，则此过流断面称为缓变断面，过流断面上的流动称为缓变流动。

2．流管与流束流管在流场中任取一封闭曲线l（非流线），过曲线上各点做流线，所有这些流线构成一管状曲面，称为流管。

流束在流场中取一非流面的曲面S，则过曲面上各点所作流线的总和，称为流束。

3．动能、动量修正系数动能修正因数用真实流速计算的动能与平均流速计算的动能间的比值。

动量修正因数用真实流速计算的动量与以平均流速计算的动量间的比值。

4．水力光滑管和水力粗糙管△：管壁绝对粗糙度，δ：粘性底层厚度。

当δ＞△时，管壁的粗糙突出部分完全淹没在粘性地层中。

此时，粘性底层以外的紊流区域完全不受管壁粗糙度的影响，流体就好像在理想的完全光滑管中流动，这种情况的管内紊流流动称为“水力光滑管”或简称为“光滑管”。

当δ＜△时，管壁的粗糙突起有一部分或大部分暴露在紊流区内。

此时，紊流区中的流体流过管壁粗糙突出部分时将会引起漩涡，造成附加的能量损失，即管壁粗糙度对紊流流动产生影响，这种情况的管内紊流流动称为“水力粗糙管”或简称为“粗糙管”。

5．等压面与压力体等压面在充满平衡流体的空间，连接压强相等的各点所组成的面称为等压面。

等压面有三个特性：等压面就是等势面；等压面与质量力垂直；两种混容的流体分界面为等压面。

压力体由所探究的曲面，通过曲面周界所作的垂直柱面和流体的自由表面（或其延伸面）所围成的封闭体积叫做压力体。

6．系统与控制体系统有限体积的流体质点的集合称为系统。

（不管流体怎样运动，且运动中系统的表面可以不断变形，但流体质点的集合不变，所含有的质量不变。

）控制体取流场中某一确定的空间区域，这个空间区域称为控制体。

（控制体的周界称为控制面。

）7．流线与迹线迹线 流体质点运动的轨迹。

流线 某瞬时在流场中所作的一条空间曲线，该瞬时位于曲线上各点的流体质点的速度在该点与曲线相切。

设流经某多孔介质的一维流动的控制方程为：0=+dxdpc μμ;()0=dx Fd μ其中，系C与空间位置有关，F 为流道的有效截面积。

对于下图所示的均匀网格，已知：2,38,200,4,5,2.0,25.031=∆======x p p F F C C C B C B 。

以上各量的单位都是调的，试采用SIMPLE 算法确定C B u u p 和,2的值。

解：在一项无源的流动中药是连续性方程得到满足，不同几何位置上的流速必是同向的，故u u 实际上是2u 项。

在作数值计算时，变量的平方项要作线性化处理。

为加速迭代收敛过程，采用如下线性化方法：设0u 为上一次计算值或（初始假定值），u 为本次计算值，则：()202022u u u u -≅ 此式的导出过程与导出Newton 迭代法求根公式相似。

于是，对于B 、C 界面有：x C u p p u u B B B B∆--=0120*22 （a ） xC u p p u u C C C C ∆--=0230*22（b ） 而压力修正值2p 相应的速度修正值则为：x C u p u B B B ∆'-='022 （c ） xC u p u C C C ∆'='022 （d ） 利用这些公式，即可进行关于2,p u u C B 以及的迭代计算。

设，，120p 150200===C B u u 则由式（a ）与（b ）得：12.8335.3337.52150.580--215u *B =+=⨯⨯=14.3336.8337.51540.282215u *C=+=⨯⨯+= 这两个速度值不满足连续方程。

计算修正后的速度：22B *B B 06666.0833.121540.25p -12.833u u u p '-=⨯⨯'='+= 22C*C C 08333.0333.141542.0p 14.333u u u p '+=⨯⨯'+='+= 代入连续方程，得：()()2208333.03333.14406666.0833.125p p '+='- 833.66666.02='p 251.102='pC510.12251.1006666.0833.12=⨯-=B u187.15251.1008333.0333.14=⨯-=C u虽然这两个速度值已使连续方程得到满足，但由于连续方程的非线性特性（离散化时作了局部线性化处理），还需要以187.15,150.12,251.1300002===C B u u p 开始进行第二个迭代，直到连续方程与动量方程均满足为止。

⼯程流体⼒学复习题第⼀章⼩结1、流体的特征与固体的区别：静⽌状态下，只能承受压⼒，⼀般不能承受拉⼒与抵抗拉伸变形。

在任意剪切⼒作⽤下，流体将发⽣连续的剪切变形（流动），剪切⼒⼤⼩正⽐于剪切变形速率。

固体所受剪切⼒⼤⼩则正⽐于剪切变形量。

液体与⽓体的区别：难于压缩；有⼀定的体积，存在⼀个⾃由液⾯；2、连续介质连续介质模型：把流体视为没有间隙地充满它所占据的整个空间的⼀种连续介质，且其所有的物理量都是空间坐标和时间的连续函数的⼀种假设模型。

流体质点：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。

3、粘性流体在运动（流动）的状态下，产⽣内摩擦⼒以抵抗流体变形的性质。

粘性是流体的固有属性。

⽜顿内摩擦定律（粘性定律）：液体运动时，相邻液层间所产⽣的切应⼒与剪切变形的速率成正⽐。

动⼒粘性系数：反映流体粘滞性⼤⼩的系数。

国际单位：⽜·秒/⽶2， N.s/m2 或：帕·秒运动粘性系数ν：ν=µ/ρ国际单位：⽶2/秒， m2/s粘度的影响因素：温度是影响粘度的主要因素。

当温度升⾼时，液体的粘度减⼩，⽓体的粘度增加。

粘滞性是流体的主要物理性质，它是流动流体抵抗剪切变形的⼀种性质，不同的流体粘滞性⼤⼩⽤动⼒粘度或运动粘度v来反映。

其中温度是粘度的影响因素：随温度升⾼，⽓体粘度上升、液体粘度下降。

复习题1. 连续介质假设意味着。

(A)流体分⼦互相紧连 (B) 流体的物理量是连续函数(C) 流体分⼦间有空隙 (D) 流体不可压缩2. 流体的体积压缩系数k 是在条件下单位压强变化引起的体积变化率。

(A) 等压 (B) 等温 (C) 等密度3. ⽔的体积弹性模数空⽓的弹性模数。

(A) ⼩于 (B) 近似等于 (C) ⼤于4. 静⽌流体剪切应⼒。

(A) 不能承受 (B) 可以承受 (C) 能承受很⼩的 (D)具有粘性时可承受5. 温度升⾼时，空⽓的粘性系数。

(A) 变⼩ (B) 变⼤ (C) 不变6. 运动粘性系数的单位是。

第一章流体的力学性质复习思考题❖ 1 流体区别于固体的本质特征是什么？❖ 2 试述流体的连续介质概念。

❖ 3 什么是流体的粘性？流体的动力粘度与运动粘度有什么区别？❖ 4 液体的压缩性与什么因素有关？空气与液体具有一样的压缩性吗？❖ 5 牛顿流体与非牛顿流体有什么区别？❖作业1-3,1-4,1-5,1-10练习题一、选择题1、按流体力学连续介质的概念，流体质点是指A 流体的分子；B 流体内的固体颗粒；C无大小的几何点；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。

2、从力学的角度分析，一般流体和固体的区别在于流体A 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。

3、与牛顿内摩擦定律直接有关系的因素是A 切应力与压强；B 切应力与剪切变形速度C 切应力与剪切变形；D 切应力与流速。

4、水的黏性随温度的升高而A 增大；B 减小；C 不变；D 不能确定。

5、气体的黏性随温度的升高而A 增大；B 减小；C 不变；D 不能确定。

6.流体的运动粘度的国际单位是A m 2/s ；B N/m 2；C kg/m ；D N.m/s7、以下关于流体黏性的说法不正确的是A 黏性是流体的固有属性；B 黏性是在运动状态下流体具有抵抗剪切变形速率能力的量度；C 流体的黏性具有传递运动和阻滞运动的双重作用；D 流体的黏性随温度的升高而增大。

8、已知液体中的流速分布u-y 如图1-1所示，其切应力分布为9、以下关于液体质点和液体微团A 液体微团比液体质点大；B 液体微团比液体质点大；C 液体质点没有大小，没有质量；D 液体质点又称为液体微团。

10、液体的粘性主要来自于液体-----------。

A 分子的热运动；B 分子间内聚力；C 易变形性；D 抗拒变形的能力 11.15o 时空气和水的运动粘度为6214.5510/air m s ν-=⨯，621.14110/water m s ν-=⨯，这说明A 、空气比水的粘性大 ；B 、空气比水的粘性小；C 空气与水的粘性接近；D 、不能直接比较。

第一章 流体的主要物理性质计算题：1 一无限大平板在另一固定平面上作如图所示的平行运动，0.3V m s =，间隙高0.3h mm =，其中充满比重为0.88δ=、粘度为0.65cP μ=的流体，间隙中的流速按线性分布。

试求：（1）流体的运动粘度ν；（2）上平板壁面上的切应力τ上及其方向；（3）下平面壁面上的切应力τ下及其方向。

2 管道内流体速度分布为u=2y-y 2,式中u 为距管壁y 处的速度；试求：（1）管壁处之切应力；（2）距管壁0.5cm 处的切应力；（3）若管道直径d=2cm,在100长度的管壁上其总阻力为若干？设流体的粘度μ=0.4Pa ·s.填空题：1流体力学中的三种主要假设模型是------------，-----------和--------------。

2 粘度是衡量流体--------物理量，动力粘度单位是--------。

问答题:1作用在流体上的力有哪几种？各如何表示？有何不同？判断题:1作用在流体质点上的力有重力和表面力( 错 ).2液体一定是不可压缩性流体, 气体一定是可压缩性流体(错).3作用于流体上的重力可作为表面力来处理(错).第一章 流体的主要物理性质计算题：1 解：（1）437265100.88107.410m νμρ--==⨯⨯=⨯（2）y h dv dy V h τμμ===上顺y 轴的方向看去，上平板壁面为一负平面，故所得τ的正值应指向负x 轴方向，即指向左边。

（3）20.65V h N m τμ==下。

下平面为一正平面，故正τ应指向x 轴的正方向，即指向右边。

2 解：先求速度梯度（1） 管壁处的切应力为（2） 距管壁0.5cm 处的切应力为当y=0.5cm 时所以 4.014.0=⨯==dydu μτ 2N m （3） 当d=2cm,l=100m 时的总阻力为填空题：1 连续介质假设,不可压缩流体假设,理想流体假设2 粘性,Pa ·S问答题:1 答: 作用在流体上的力有质量力和表面力.二种不同在于: ⑴质量力属于非接触产生的力,是力场的作用.表面力属于接触产生的力.⑵质量力作用在流体的每一个质点上,表面力作用在流体的表面上.⑶质量力与流体的质量成正比,(如为均质体,与体积成正比),表面力与所取的流体的表面积成正比.第二章 流体静力学计算题：1 有如图所示的容器A 和B 。

第二章 流体静力学一、思考题1．静止流体0=τ，则静止流体是理想流体，对吗? 为什么?2．什么是流体静压强？流体静压强具有哪些特性？3．试写出流体静力学基本方程的几种表达式，并说明流体静力学基本方程的适用范围以及物理意义、几何意义。

4．什么是等压面？等压面有什么特性?5．重力场中液体静压强的分布规律是什么?6．什么是绝对压强、相对压强、真空压强？它们之间有何关系？7．压力表和敞口测压计测得的压强是绝对压强还是相对压强绝？8．静止液体中等压面为水平面的条件是什么?9．相对静止液体的等压面是否为水平面？为什么?10．当内盛两种不同密度液体的容器作等加速运动转时，共两种液体分界面还为等压面吗?为什么?11．当内盛两种不同密度液体的容器绕铅垂轴作等角速度旋转时，共两种液体分界面还为等压面吗?为什么?12．压力中心D 和受压平面形心C 的位置之间有什么关系？在什么情况下D 点和C 点重合？13．什么是实压力体？什么是虚压力体？判断压力体的虚实性有何实际意义？14．如何确定作用在曲面上液体总压力水平分力和垂直分力的大小、方向和作用线的位置？15．何谓浮体？何谓潜体？何谓沉体？它们各自稳定平衡的条件有何异同？二、单项选择题1．静止流体中，任一点压强的大小与（ ）无关。

(A)流体的种类 (B)该点的位置(C)受压面的方位 (D)重力加速度2．流体静压强的方向应该是沿（ ）。

(A)任意方向 (B)作用面的内法线方向(C)铅垂方向 (D)作用面的法线方向3．流体处于平衡状态的条件是( )。

(A)流体无粘性 (B)流体粘性大(C) 质量力F 满足()0=⨯∇•F F (D)正压流体 4．不可压缩流体处于平衡状态的条件是( )。

(A)流体无粘性 (B)流体粘性大(C)质量力有势 (D)斜压流体5．密度不变的流体处于平衡状态的条件是( )。

(A)流体无粘性 (B)流体粘性大(C)质量力有势 (D)斜压流体6．静止流体的等压面恒与( )正交。

工程流体力学复习题一、选择题1、在常温下水的密度为（）kg/m3。

A 1B 10C 100D 10002、连续介质假设意味着（）。

A 流体分子互相紧连B 流体的物理量是连续函数C 流体分子间有间隙D 流体不可压缩3、流体的体积压缩系数K p是在（）条件下单位压强变化引起的体积变化率。

A 等压B 等温C 等密度4、温度为200C，压强为105P a的空气的密度为（）kg/m3。

A 341B 17.42C 1.19D 0.0415、空气的体积弹性模数E=（）。

A PB TC ρD RT6、水的体积弹性模数（）空气的弹性模数。

A 大于B 近似等于C 等于7、（）是非牛顿流体。

A 水B 空气C 血液D 沥青8、静止流体（）剪切应力。

A 不能承受B 可以承受C 能承受很小的D 具有粘性时可承受9、温度升高时，空气的粘性系数（）。

A 变小B 变大C 不变10、温度升高时，液体的粘性系数（）。

A 变小B 变大C 不变11、运动粘性系数的单位是（）。

A s/m2B m2/sC N·s/m2D N·m/s12、流体的粘性与流体的（）无关。

A 分子内聚力B 分子动量交换C 温度D 速度梯度13、润滑油的动力粘性系数μ=4*10-3N·s/m2，已测得剪切应力为0.1N/m2，流体微团的角变形速率则为（）。

A 4B 1/4C 25D 0.0414、动力粘性系数μ=1.5*10-3N·s/m2的流体沿平板壁面流动，测得离壁面y（m）处的速度分布为u=1-200（0.05-y）2,在y=5mm处的粘性切应力为（）N/m2。

A -2.97B 0C 8.9*10-4D 0.02715、（）的流体为理想流体。

A 速度很小B 速度很大C 忽略粘性切力D 密度不变16、表面张力系数σ的量纲是（）。

A N/mB NsC N-1mD Nm-117、温度升高时，表面张力系数σ（）。

A 增大B 减小C 不变18、液滴内的压强P与大气压P0之差P-P0（）0。

1.水的动力粘度随温度升高而B降低2. D.流体在相同条件下，动力粘度值大的，粘性大3.流体中粘性摩擦力的大小与（）无关D.接触面压力4.理想流体与实际流体的主要区别在于A.是否考虑粘滞性5.关于动力粘度和运动粘度的说法正确的是D.动力粘度大的流体粘性大6.在相距1mm的两平行平板之间充有某种黏性液体，当其中一板以1.2m/s的速度相对于另一板作等速移动时，作用于板上的切应力为1200Pa，则该液体的粘度为A.1Pa.s7.与牛顿内摩擦定律直接相关的因素是B.切应力和剪切变形速度8.关于流体动力粘度的物理意义叙述错误的是D.流体加速度大小的度量9.流体在静止时D.可以承受压力，不能承受剪切力10.静止流体内任意点压强A.各向相等11.在大型水利工程模型实验中，首先考虑要满足的相似准则是弗劳德模型法12.在安排水池中的船舶阻力试验时，首先考虑要满足的相似准则是弗劳德模型法13.桥墩绕流模型实验设计应选用弗劳德模型法14.当粘性气体流动的雷诺数增大到一定的界限后，雷诺数进入自动模型区时，应用欧拉模型法设计模型15.用模型研究闸门流动实验时，首先考虑要满足的相似准则是弗劳德模型法16.若某一管道过流断面面积为A，湿周长度为х，则水力直径可表示为B.dH=4A/х17.边长为a的正方形管的水力直径为D.a18.工程上计算流体在圆管内流动时，由紊流变为层流采用的临界雷诺数取为C.200019.已知某圆管中，流体的密度为800kg/m3,流量为100L/min，管径为50mm，流体的动力粘度为0.01Pa•s，则管中流体的流动状态时B.紊流20.有一变直径管流，小管直径d1，大管直径d2=2d1，两断面雷诺数的关系是A.Re1=0.5Re221.已知某圆管流体流动处于层流状态，管中最大流速vmax=1m/s，圆管直径d =50mm，则该管流量q为（）l/s B.0.9822.圆管层流和紊流动状态的断面切应力分布为A.都是K字形分布规律23.圆管紊流的断面流速为( )分布B.对数曲面24.关于圆管中紊流切应力分布叙述正确的是C.在粘性底层中粘性切应力是主要成分，在湍流核心脉动切应力是主要成分25.圆管层流状态流动的平均速度是最大流速的（）倍C.1/226.已知某圆管流动的雷诺数Re=2000，则该管的沿程阻力系数λ=A.0.03227.圆管紊流流动过流断面上的剪应力分布为B.管轴处是零，且与半径成正比28.圆管层流的断面流速为( )分布B.旋转抛物面29.已知某圆管流体流动处于层流状态，管中最大流速0.5m/s，圆管面积500mm²。