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同济大学-流体力学考试题2008-2009(A)标准答案

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1
同济大学课程考核试卷（A卷）
2008 — 2009 学年第 1 学期
命题教师签名： 审核教师签名：
课号： 190047 课名：流体力学 考试：
此卷选为：期中考试( )、期终考试(√ )、重考( )试卷

年级 专业 学号 姓名 得分

一）选择题 （30分）
1．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。

2. 按连续介质概念，流体质点是指 。
A. 流体的分子。
B. 流体内的固体颗粒。
C. 几何的点。
D.几何尺寸同空间相比是极小量，有含有大量分子的微元体。

3．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

4．定常流动中，流体质点的加速度 。
A .等于零 B. 等于常数
C. 随时间变化而变化 D. 与时间无关

2

5．流体作无旋运动的特征是 。
A．所有流线都是直线 B．所有迹线都是直线
C．任意流体元的角变形为零 D．任意一点的涡量都为零

6．沿流线成立的伯努利方程的限制条件不包含__ ___。
A．不可压缩流体 B．无粘流体
C．定常流动 D．无旋流动

7．运用沿总流的伯努利方程时所选取的两个断面之间 。
A. 可以是任何断面 B. 必须是缓变流断面
C. 可以有急变流 D. 之间必须是缓变流

8．一维流动的连续性方程 VA = C 成立的必要条件是 。
A. 理想流体 B. 粘性流体
C.可压缩流体 D.不可压缩流体

9．圆管内的流动为层流时，沿程阻力与平均速度的 次方成正比。
A．1 B．1.5
C．1.75 D．2

10．两根直径不同的圆管，在流动雷诺数Re相等时，它们的沿程损失系数 。
A.一定不相等 B. 可能相等
C. 粗管的一定比细管的大 D. 粗管的一定比细管的小

11．湍流附加切应力是由于 而产生的。
A．分子的内聚力 B．分子间的动量交换
C．重力 D．湍流元脉动速度引起的动量交换

12．边界层内的流动特点之一是 。
A．粘性力比惯性力重要 B. 粘性力与惯性力量级相当
C．压强变化可以忽略 D．流动速度比外部势流小
3


13.边界层的流动分离发生于 。
A．物体后部 B．零压梯度区
C．逆压梯度区 D. 后駐点

14．欧拉数Eu代表的是 之比。
A. 惯性力与压力 B. 惯性力与重力
C. 惯性力与表面张力 D. 惯性力与粘性力

15
．汽车高速行驶时所受到的阻力主要来至于 。
A．汽车表面的摩擦阻力 B．地面的摩擦阻力
C. 空气对车头部的碰撞 D. 尾部的旋涡

二）简答题 （15分）
1．计算流体力学的定义？
是以数值离散方法为数学基础，借助于计算机求解描述流体运动的基本方程，研究流体
运动规律的学科。

2. 计算流体力学的特点？
给出流体运动区域内的离散解，而不是解析解。
它的发展与计算机技术的发展直接相关。
若物理问题的数学提法（包括数学方程及其相应的边界条件）是正确的，则可在较广法
的流动参数范围内研究流体力学问题，且能给出流场参数的定量结果。

3. 偏微分方程的有限差分方法基本思想？
使用离散的、只含有限个未知数的差分方程去近似代替连续变量的微分方程及边值条
件，
并将相应的差分方程解作为(初)边值问题的近似解。

4. 计算流体力学的求解过程？
4

建立控制方程
确立初始条件及边界条件
划分计算网格，生成计算节点
建立离散方程
离散初始条件和边界条件
给定求解控制参数
求解离散方程

显示和输出计算结果
解收敛否？
是

否
5

三）计算题、： （55分）
1、已知速度场 2xyu 331yv xyw。 试确定：
1） 属几维流场；
2） 是否是不可压缩流动；
3） 点（1，2，3）处的加速度。 （10分）

答：
（1） 属三维流场 2yxu 2yyv 0zw
（2） 不可压缩流动
22
00uvwyyxyz



（3）点（1，2，3）处的加速度。

316)2)(31(322xyyyxyzuwyuvx
u
ua
x

332))(31()0(232yyxyzvwyvvx
v
ua
y

316388)31(32xyyxyzwwywvx
w
ua
z

2、图示空气喷管吸水装置。截面A1=15mm2, A2=60mm2, h = 0.9m，空气的密度为
3/25.1mkg，水的密度3
/1000mkg

。为使容器中的水被吸入喷管内，试求喷管内

最小空气流量Q。 （15分）
6

答： 1）222112121VpVpa 2211AVAV
2) 122121121ppAAVa
3) ghppa'1
4) ghAAV'22121121 93.02'21ghV

smAAghV/2.12393.01411212221,1

smAVQ/00184.010152.1233611

3、 低速管路层流流动中，流量Q是管路直径d 、流体粘度以及沿单位长度管路上
的压降dpdx 的函数，即dpQ=fd,,dx。请利用定理，求出函数f的简单表达式。
（15分）
答：
4
Q=k
d

dp
dx






4、试根据模型潜艇在风洞中的试验来推算实际潜艇航行时的有关数据。设模型与实艇
的比例为1/10，风洞内的压强为20个大气压。当风洞的风速为12/ms时，测得的模型
阻力为20N。试求：
1）对应这一状态的实艇航速为多少？
2）在这一航速下推进实艇所需要的功率
已知： 1）常温常压下 621.14610m/s水 521.5210m/s空气 ，

3
1.226/kgm

2）不同压强下空气密度比为2120 （15分）
7

答：
风洞中空气为等温压缩
12
12

pp



2
1
20

3

21
20201.22624.52/kgm

由于 11221220 故 56221.52100.7610/2020ms空气
加压后 6260.7610=0.6631.14610空气水水
1）求对应状态的实艇航速
潜艇试验区雷诺数相等

2
pp
mm

vl
vl



水
211121.81/100.663mpmp

l
vvmsl
水

实际潜艇的航速为1.81/ms
2) 求在航速下推进实艇所需的功率
动力相似时，实艇与模型艇的阻力系数相等

22
11
22

p
m

D

pppmmm

F
F

CvAvA

2
2

1.811000

1201011.1341224.52ppppmmmmvAFFkNvA






实艇所需的功率 11.1341.8120.15PFvkW

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流体力学试题及答案

流体力学试题及答案

全国2012年10月自学考试流体力学试题课程代码：03347请考生按规定用笔将所有试题的答案涂、写在答题纸上。

选择题部分注意事项：1. 答题前，考生务必将自己的考试课程名称、姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔填写在答题纸规定的位置上。

2. 每小题选出答案后，用2B铅笔把答题纸上对应题目的答案标号涂黑。

如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。

不能答在试题卷上。

一、单项选择题(本大题共10小题，每小题2分，共20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，请将其选出并将“答题纸”的相应代码涂黑。

错涂、多涂或未涂均无分。

1.如图所示，在油面上作水平运动的平板引起油层内油的速度分布为u=2y.已知油的动力粘度为μ，则作用在油层内剪应力的分布为A.τ=yB.τ=μC.τ=2yD.τ=2μ2.露天水池，水深2m处的相对压强为A.2.0kPaB.9.8kPaC.19.6kPaD.25.0kPa3.如图所示变直径水管。

已知管径d1=50mm，d2=80mm，断面平均流速υ1=3.5m/s，则υ2为A.1.37m/sB.1.73m/sC.2.19m/sD.2.77m/s4.水管长l=10m，直径d=50mm，沿程阻力系数λ=0.0283，沿程水头损失h f=1.2m ，水管的1 全国2012年10月自学考试流体力学试题流速为A.0.21m/sB.0.46m/sC.2.04m/sD.4.16m/s5.阀门突然关闭时，水击波传播过程的第一阶段为A.增压波从管道进口向阀门传播B.减压波从管道进口向阀门传播C.增压波从阀门向管道进口传播D.减压波从阀门向管道进口传播6.已知矩形断面渠道底宽为4m，其水力最优断面水深应为A.1mB.2mC.4mD.8m7.明渠均匀流为急流时A.Fr<lB.υ<υcC.h>h cD.i>i c8.实用堰堰顶厚度δ与堰上水头H比值的范围为A.δ/H<0.67B.0.67<δ/H <2.5C.2.5<δ/H <10D.δ/H >109.自由溢流的矩形薄壁堰，堰宽b=1.0m，流量系数m0=0.46，当堰上水头H=0.392m时，通过的流量为A.0.1 m3/sB.0.5m3/sC.1.0 m3/sD.5.0 m3/s10.达西定律与裘皮依公式分别适用于A.均匀渗流与渐变渗流B.渐变渗流与均匀渗流C.急变渗流与均匀渗流D.均匀渗流与急变渗流非选择题部分注意事项：用黑色字迹的签字笔或钢笔将答案写在答题纸上，不能答在试题卷上。

流体力学I_2009_试卷A

流体力学I_2009_试卷A

华中科技大学流体力学（I ）试卷（A卷）（闭卷考试）2009年11月8日姓名：___________ 学院：__________ 班级: ________ 学号：_______________注：水密度1000kg/m，重力加速度g=9.806m/s基础选答题（20分）（只有一个最佳答案）1、流体的连续介质模型意味着（B ）。

A. 流体分子之间有间隙B.流体的物理参数可用连续函数来描述C.流体不可压缩D.流体分子之间无间隙2、以下说法错误的是（A ）oA. 理想流体没有粘性，故没有剪切力而只受拉力或压力作用B. 流体的动力粘度越大，粘性切应力越大C. 流体层间速度梯度越大，粘性切应力越大D. 在理想流体中压强大小与作用面的方向无关3、压力体内（D ）oA.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，也可能没有液体4、平板所受到的静水压强合力作用点即压力中心（C ）oA.总是在平板的形心上B.与平板的形心同高C.总是低于平板的形心 D.位于平板的最低点8当管道中湍流流动处于水力光滑管状态时,沿程损失系数与（C ）有关。

A.雷诺数和管壁相对粗糙度B.管壁相对粗糙度C. 雷诺数其最小断面处的流速B )。

A.必超过声速 B.为声速 C.必小于声速C.不能确定10、流体运动粘性系数 的量纲是 （[L 2 M T ] 密度为3000kg/m 3A. [L 2 T 4]B.[L M T ^]C. 、（10分）如图所示，有一高为h=10cm ，5、不考虑管壁摩擦的水平管道沿水流方向截面逐渐增大， 管内水流的压强（A ）。

A.逐渐变大B.逐渐变小C.不改变6、 已知气体在水中的溶解度随温度升高而增大，随压强增加而增大。

当一根筷子在啤酒中搅动时，筷子上有气泡产生。

可以用（ B ）来解释这一现象。

A.牛顿内摩擦定律B.伯努利方程C.可压缩气体等熵关系 7、 当管道流动处于层流状态时沿程水头损失h f 与管截面平均速度V 的（A ）成正比。

(完整版)流体力学作业试题库及答案

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第一章 绪论思考题1-1 何谓流体连续介质模型？含有气泡的液体是否适用连续介质模型？ 答：所谓流体的连续介质模型，即把流体视为没有间隙地由流体质点充满它所占据的整个空间的一种连续介质其物理性质和物理量也是连续的。

若气泡相对于液体而言可以看作孤立的点的话，则含有气泡的液体可以适用连续介质模型。

习题11-3 如题图所示，设平行板间隙为0.5mm ，中间充满液体，上板以U ＝0.25m/s 的速度平移，施于单位面积的力为2Pa ，试求液体的粘度为多少？解：YU dy du A F μμτ===液体粘度s Pa AU FY ⋅⨯=⨯⨯==--3310425.0105.02μ1-4 求题图所示的轴与轴套之间的流体粘度。

解：s Pa dLU FY dLA Y U dy du A F ⋅=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==⇒====--0648.0493.010)140120(14.3102.034.863πμπμμτ第二章 流体静力学习题22-5 用多管水银测压计测压，，题图中标高的单位为m ，试求水面的压强p 0。

解：Pam g m g p pap m m g p p m m p p m m g p p m m g p p D D CC B B A A 5001065.29.298002.21334169.22.20)2.13.2()2.15.2(g )4.15.2()4.10.3(⨯=⨯-⨯=⨯-⨯=⇒⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=-+=--=-+=-+=水汞汞水汞水ρρρρρρ2-9 一盛水的敞口容器作加速运动，试求下列两种情况下容器内静压强的分布规律：（1）自由降落；（2）以等加速度a 向上运动。

解：h a g p p )sin (0αρ++=（1）0,900=∴=︒-=p p 相对压强α（2）)(,900a g h p p p p a a ++=∴=︒=ρα绝对压强2-12 试求开启题图所示水闸闸门所需的单宽拉力F 。

不计闸门自重及转轴摩擦力。

流体力学试卷、习题及答案

流体力学试卷、习题及答案

流体力学与叶栅理论 课程考试试题一、 选择题（每小题1分，共10分）1、在括号内填上“表面力”或“质量力”：摩擦力（ ）； 重力（ ）； 离心力（ ）； 浮力（ ）； 压力（ ）。

2、判断下列叙述是否正确（对者画√，错者画╳）：(a) 基准面可以任意选取。

（ ）(b) 流体在水平圆管内流动，如果流量增大一倍而其它条件不变的话，沿程阻力也将增大一倍。

（ ）(c) 因为并联管路中各并联支路的水力损失相等，所以其能量损失也一定相等。

（ ）(d) 定常流动时，流线与迹线重合。

（ ）(e) 沿程阻力系数λ的大小只取决于流体的流动状态。

（ ）二、 回答下列各题（1—2题每题5分，3题10分，共20分）1、什么是流体的连续介质模型？它在流体力学中有何作用？2、用工程单位制表示流体的速度、管径、运动粘性系数时，管流的雷诺数410Re ，问采用国际单位制时，该条件下的雷诺数是多少？为什么？3、常见的流量的测量方法有哪些？各有何特点？三、计算题（70分）1、如图所示，一油缸及其中滑动栓塞，尺寸D =120.2mm ，d =119.8mm ，L =160mm ，间隙内充满μ=0.065Pa·S的润滑油，若施加活塞以F=10N的拉力,试问活塞匀速运动时的速度是多少？（10分）题1图2、如图所示一盛水容器，已知平壁AB=CD=2.5m，BC及AD为半个圆柱体，半径R=1m，自由表面处压强为一个大气压，高度H=3m，试分别计算作用在单位长度上AB面、BC面和CD面所受到的静水总压力。

（10分）题2图3、原型流动中油的运动粘性系数υp=15×10-5m2/s，其几何尺度为模型的5倍，如确定佛汝德数和雷诺数作为决定性相似准数，试问模型中流体运动粘性系数υm=？（10分）4、如图所示，变直径圆管在水平面内以α=30。

弯曲，直径分别为d1=0.2m，d2=0.15m，过水流量若为Q=0.1m3/s，P1=1000N/m2时，不计损失的情况下，求水流对圆管的作用力及作用力的位置。