流体力学复习题
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流体力学 练习题
1.说明迹线、流线、脉线的概念及其含义,并给出他们的方程形式。
2.流体微团的运动包括哪些运动形式?
3.流体力学的一般模型有哪些?
4.写出流体力学的基本方程组及边界条件。
5.给出流函数的定义,并说明不可压缩流体平面运动流函数的基本性质。
6.紊流有哪些类型?充分发展的紊流有哪些特性?
7.试比较零方程紊流模型(包括涡粘性,混合长度模型及涡量传递模型),k方程模
型和k双方程紊流模型中涡粘性系数t的计算式,并比较这几种模型的优缺点。
8.给出无粘性流体的涡量输运方程,并说明无粘性流体涡旋运动的性质。
9.流体运动的相似准则有哪些?并解释它们的物理意义。
10.给出粘性不可压缩流体的基本方程组及其初始和边界条件。
11.影响流动稳定性的因素有哪些?
12.写出移流(或紊流)扩散方程,移流(或紊流)扩散方程的求解有哪些途径?
13.有何谓分子扩散与紊动扩散?分析两者的扩散特性有何异同。
14.解释边界层分离现象。
15.已知0,2,wtxtvytu,求(1)加速度场及1t时在1,1yx处的值;(2)
经(0,1,0)处的流线和1t时在(1,0,0)处的迹线。
16.已知流体运动的速度场为)(xzyttxu,,22,求当1t时,质点A(1,2,2)的速度和加
速度。
17.已知流体运动的速度场为)(,,222yxabwbxvaxu,求应变率张量及旋转
张量。
18.已知某流场的yxwxzvzyu2,3,2,求该流场的涡量和涡线。
19.将金刚砂粉末撒入高22cm的盛有水的玻璃杯中,摇晃使之沉淀。已知水澄清的
时间为2min。若视粉末为球形,试计算粉末的最小直径为多大?(金刚砂的密度等于
4g/cm2)
20.已知某平面不可压缩流体运动的速度势233xyx,求流函数。
21.一喷管从一180º弧形缝隙喷出一薄层水,水速
为15 m/s,射流厚度为0.03 m,出口的径向距离为
0.3 m(从供应管的中心轴线计算),求(1)射流水
的体积流量,(2)需要保持此喷管不动所需力的y
分量。
22.一等厚方形平板,它的上边可沿水平轴转动,它的边长m4.0L,重量100NG,
一直径m02.0d的水射流水平地冲击在此平面上,冲击点位于上缘下方0.2m处,这
样,当平板垂直时正好冲击在平板的中心点,射流速度m/s15ju,试求:
(1)为了保持平板垂直,下缘处应加的力xR为何?
(2)如果容许平板自由摆动,在射流作用下平板会偏离垂直线的角为何?在两
种情况均假定射流冲击平板后仍沿平板流动。
23.如图所示的无限长平板与水平面的夹角为,其上有
一层厚度为h的均质不可压缩粘性流体在重力作用下平
行于板面流动,其上为自由面。求此定常流动的速度分布
和作用于板上的摩擦力,并求流体中的压强分布。
24.一无限长管,在0x断面上以平面源方式瞬时投放
2
kg/m1
的示踪物,试计算并绘出投放后3 min与15 min,示踪物沿管道的浓度分布。
已知示踪物的扩散系数为2105.1cm2/s。
25.在室内水槽内进行扩散试验,设水槽右端为封闭,左端很长。在水槽距右端10 m
的断面AA以平面源方式瞬时投放示踪剂。试计算投放后10 min在距右端5 m的
BB断面及在AA
断面左方5 m的CC断面上的示踪剂浓度。设投放量
2
2.0kg/mM
,扩散系数为200 cm2/s。计算中要考虑右端边界反射。若不计边界反射,
BB
断面及CC断面的浓度又为多少?