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大学流体力学期末考试题型和章节复习

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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，0.3Vms，间隙高0.3hmm，其中充满比重为0.88、粘度为0.65cP的流体，间隙中的流速按线性

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

2 管道内流体速度分布为u=2y-y2,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）437265100.88107.410ms （2）yhdvdyVh上 53265100.30.3100.65Nm。

顺y轴的方向看去，上平板壁面为一负平面，故所得的正值应指向负x轴方向，即指向左边。 （3）20.65VhNm下。 下平面为一正平面，故正应指向x轴的正方向，即指向右边。

2 解： 先求速度梯度

ydydu22 （1） 管壁处的切应力为 8.024.000ydy

du 2Nm

（2） 距管壁0.5cm处的切应力为 当y=0.5cm时

15.022dy

du 1s

所以 4.014.0dydu 2Nm （3） 当d=2cm,l=100m时的总阻力为 026.51001028.020dlT N

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。用U型测压计来测量它们的压差。容器A中液体的比重是0.85A。容器B中液体的比重是1.2B。200,240,60ABzmmzmmhmm。

U型测压计中的介质为汞，问压差是多少？

2 推导满装液体的圆柱形容器，在绕垂直轴做等加速度旋转时压强的表达式。（a）容器的顶盖中心处开口；（b）容器的顶盖边缘处开口。 3 铸造车轮时，为使铸件致密用离心铸造。已知铸机转速n=600转/分，铁水重度 =8870牛顿/米3，轮缘m点出的半径为450毫米，高铸件开口处顶面的垂直高度为200毫米，求铸造时轮缘m点处的相对压强。

4 如图所示(a) 和（b）为两个尺寸相同的圆柱形水筒，其高度为H，半径为R，顶盖上各开有小孔与大气相通，大气压为Pa 。（a）图中的小孔开在盖的中心，即r=0处，（b）图中的孔开在顶盖的边上，即r=R处，设两个筒中都装满了水，都以等角速度w 旋转。 （1）求两种情况下，桶中流体的压力分布。 （2）已知R=12cm ,w=30π/s2。 求顶盖上A点（r=10cm）处的压强p.a. ，两个桶中的p.a 有无差别，为什么？ 5 一离心水泵的体积流量为 Q =20m3/h，安装高度hs =5.5m，吸水管内径d2=100 mm ，吸水管阻力hw =0.25m水柱，水池面积足够大，试求水泵进水口处以mmHg表示的真空度。水温10℃此时水的运动粘性系数υ=1.308×10-6m/s.

6 圆柱形容器充满液体，顶盖在r0有一侧压管，水位为h，如图所示。当液体随同容器以角速度w旋转时，分别求A点，B点压强。

7 图中所示为一等加速向下的运动容器，其中盛水，水深h=2米，加速度a=4.9米/秒2，试确定 （1）容器底部的流体静压力 若干？ （2）以多长的加速度运动才能使容器底部为大气压力？

h b B

r （3）以多大的加速度运动才能使容器底部为完全真空？ 填空题: 1 帕斯卡原理是根据--------------方程得到的。 2 皮托管是用来测量------------的仪器。 3 -----------情况下，可采用斜管压力计以提高测量精度。 判断题: 1静止流体中任意一点流体压强大小与作用面方向有关。（1 ） 2流体的静压强是指在静止流体中,单位面积上的外法线作用力(1 ). 3静止流体中任意一点流体压强大小与作用面的方向无关(2 ). 4静止流体中任意一点流体压强大小与作用面的空间方向无关，只是该点空间坐标的函数( 2). 5在静止的不可压缩均质重力流体中，任意点处单位重量的总势能与该点的高度有关(1 ). 6流动流体的动压就是流体速度为零处的压强(1 ).

7伯努利方程rpgz22常数，适用于不可压无粘流体的有旋稳定流动(1 ). 8真空度就是绝对压力小于大气压力时的相对压力。(2 ). 9在柏努利方程实验管路中的静压力均为负值，说明气体是倒流的(1 ). 10用斜管压力计可以判断来流的正负，但用U型压力计不能判断之气体的绝对压力（1 ） 11气体的绝对压力就是表压力加上当地的大气压力. (2 ).

第二章 流体静力学 计算题： 1 解：在重力场的作用下，同一液体同一水平面上压力相等。故U型计中O-O面上两边压力相等，从而应有： AAABBBpgzpgzhgh汞 所求的压差ABBBAABpppgzgzgh汞 1.210009.810.240.8510009.810.29.810.0613.610001.21000

28456Nm 2 解：先推导完全开口时的压强表达式。如图所示，根据达朗贝尔原理作用在液体质点上的质量力除重力外，还要虚加一个离心惯性力。于是，作用在单位质量液体上的质量力在坐标轴x,y,z方向的分力为

gfyrfxrfzyx2222sincos

代入欧拉平衡微分方程式 01gradpf

写成压差式，即

)()(22gdzydyxdxdzfdyfdxfdpzyx

积分得 Cgzyx)22(2222



当 0,0zr 时 app 于是 apC ，就有 )2(22zgrppa

若用相对压强表示，则有 )2(22zgrp

（a）容器中心处开口的情况 容器在旋转时，其内液面应呈抛物面，但受顶盖限制，液面不能形成抛物面。虽这样，挨着顶盖的B液面（见图）上各点的压强，仍然是按抛物线规律分布的。等角速度旋转时 的压强一般表达式 Czgrp)2(22

由边界条件 appzr,0,0 ，确定 apC ，于是 )2(22zgrppa

式中（r,z）表示点的位置，在容器中z均为负值。这就是中心开口时的压强分布表达式，从式中可以看出，其绝对压强值为一个大气压。 （b）顶盖边缘开口的情况 液体借离心力往外甩，显然越离中心远出压强越大，最大压强在边缘处，由于顶盖边缘开口，故边缘处的绝对压强值为pa。可以看出，其他各点处的压强均有真空存在，越近中心真空度就越大。由于顶盖的存在，未能形成抛物面形的自由也面，但紧接顶盖B面上各点的压强值，仍然是按抛物线规律分布的。由等角速度旋转时的压强一般表达式

Czgrp)2(22

由边界条件 0,zRr 时 app ，确定 gRpCa222 于是有 )2()2(2222zgrgRppa

这就是边缘开口时压强分布表达式。可以看出，在容器内紧接顶盖的B面上除边缘外均为真空。 3 解：这是属于上例中中心开口的情况，已得此时相对压强的表达式为

)2(22zgrp

将 smzmr/20,2.0,45.0 带入得

atmmNpm64.28/10810.2)]2.0(81.9245.0)20([687002822

所以，铸件以每分钟600转旋转时，在坐标为（0.45、—0.2）处的相对压强值为28.64atm。

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流体力学及流体机械复习习题及答案

流体力学及流体机械复习习题及答案

相等；均匀流、渐变流中同一断面上各点测压管水头相等，急变流 中不相等。
32. 在如图所示的密闭容器上装有U形水银测压计,其中1、2、3点位于 同一水平面上，其压强关系为：
A. p1=p2=p3； B. p1>p2>p3； C. p1<p2<p3； D. p2<p1<p3。 33： 在传统实验中，为什么常用水银作U型测压管的工作流体？ 1.压 缩性小；2.汽化压强低；3.密度大。 34 :一密封水箱如图所示，若水面上的相对压强p0=-44.5kN/m2，求：
自由表面与水平面间的夹角
；若B点在运动前位于水面下深为h=1.0m，距z轴为xB=-１.5m，求洒水 车加速运动后该点的静水压强。 解：考虑惯性力与重力在内的单位质量力为
（取原液面中点为坐标原点）
图2-14 X= -a ； Y=0 ；Z= -g 代入式 （2-7）
得：
积分得：
在自由液面上，有： x=z=0 ；p=p0
∴p =const，自由液面上p = 0 ∴p = 0 28. 若人所能承受的最大压力为 1.274MPa（相对压强），则潜水员
的极限潜水深度为多少？
潜水员的极限潜水深度为：
29. 如2-1图所示，若测压管水头为1m，压强水头为1.5m，则测压管 最小长度应该为多少？
测压管最小长度为1.5m。 30. 为什么虹吸管能将水输送到一定的高度？
20：一密闭容器内下部为水，上部为空气，液面下4.2m处测压管高度为
2.2m，设当地大气压为1个工程大气压，则容器内绝对压强为几米水柱?
A. 2m； C. 8m； B. 1m；
D. -2m。
21．相对平衡流体中，质量力除重力外，还受到惯性力的作用。
22 如图2-14所示，一洒水车等加速度a=0.98m/s2向右行驶，求水车内
清华大学流体力学期末一页纸复习

清华大学流体力学期末一页纸复习

第九章一元气体动力学
1.可压缩气流（1）体弹系数 （K越大约不容易压缩）
（2）完全气体状态方程
2.音速 （平面波、柱面波、球面波、水击波）
水中 空气中
3.马赫数 来流速度
Ma<0.2不可压缩
4.理想气体一维流动基本方程
连续方程： 运动方程：
能量方程：恒定流动： 定容（不可压缩） 定温： 或 等熵：
空气：
第八章绕流运动
1.无旋流动
拉普拉斯方程（不可压缩流体无旋运动连续性方程）
平面无旋运动连续性方程 (
(
2.边界层边界层流动雷诺数 转捩点雷诺数
3.边界层微分关系式紊流时均流动的运动方程（雷诺方程）
简化（普朗特边界层微分方程）
,
4.边界层位移厚度 动量损失厚度
5.平板边界层动量积分方程 板面切应力等于沿程单位长度动量通量损失
拉格朗日法：质点系法：跟踪研究单个流体质点的运动全过程，记录其在运动过程中位移的时间历程，通过综合所有质点的运动，构成整个流体的运动。
欧拉法：流场法：考虑空间点，观察先后流经这一空间点的各个流体质点的运动情况。综合所有的空间点的情况，构成整个流体的运动。
2.流体质点的加速度、质点导数：如果用欧拉法
（时变加速度+位变加速度）
3.有关流场的几个概念
（1）恒定流：恒定流时变加速度为0，位变加速度不一定为0
（2）迹线：拉格朗日法流体质点的运动轨迹
流线：欧拉法流速场的矢量线，某瞬时对应流动方向的曲线
（3）流管：（瞬时）在流场中，取一条不与流线重合的封闭曲线L，在同一时刻过L上每一点作流线，由这些流线围成的管状曲面。（瞬时内无流入流出）
流量：元流流量 总流流量 断面平均流速
（4）均匀流：位变加速度为0，时变加速度不一定为0，流线为平行直线，流动沿流线方向不变。非均匀流：流线为曲线或非平行直线
流体力学期末总复习

流体力学期末总复习

期末总复习 考试时间：120分钟（期末考试周） 期末考试题型及分数分配 1.填空题（1′×20=20′）
2.选择题（2′×10=20′）
3.计算题（共5题，共60分）
1）静止流体作用下的总压力；（10 ′）
2）动量定理；（12′） 3）π定理证明关系式； （10′） 4）实际流体伯努利方程，水头损失； （10′） 5）管系， U形管测压计，泵的有效功率。 （18′）
u x t u y ＝ t u z t
u x u x u x ux uy uz x y z u y u y u y ux uy uz x y z u z u z u z ux uy uz x y z
位变（迁移）加速度
p p0 gh
适用条件：静止、不可压缩流体。
帕斯卡定律：自由液面上 的压强将以同样的大小传 递到液体内部的任意点上
5.掌握流体静压力的计量标准及其表示方法
p pM pab pv pab
pab>pa
pa pab<pa p=0
绝对压力pab 表压 pM 真空压力（真空度） pv
注意：pv表示绝对压强小于当地大气压强而形成真空的程度，读正值！
2.掌握连续介质假设
内容： 不考虑流体的微观结构，而是采用简化模型来代替流体的真是 微观结构。流体充满着一个空间时是不留任何空隙的，即把流 体看做是连续介质。 意义： 不必研究大量分子的瞬间运动状态，而只要研究描述流体宏 观状态物理量。将一个本来是大量的离散分子或原子的运动 问题近似为连续充满整个空间的流体质点的运动问题。
液体在曲面上面，垂直分力方向向下。 液体在曲面下面，垂直分力方向向上。
第三章 流体运动学 1.了解描述流动的两种方法；
广西大学工程流体力学期末考试复习题

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一、选择题1、作用与流体的质量力包括（ ）A 、压力B 、 摩擦阻力C 、重力D 、表面张力2、理想流体的特征（）A 、粘度是常数B 、不可压缩C 、无粘性D 、符合PV=RT3、某点的真空度为65000Pa,当大地大气压为0.1MPa ，该点的绝对压强为（）A 、65000PaB 、35000PaC 、16500PaD 、30000Pa4、流线和迹线重合的流动是（）A 、不可压缩流体流动B 、飞恒定流动C 、恒定流动D 、理想流体流动5、水平放置的渐扩管，如忽略水头损失，断面形心点的压强，有以下关系（ ）A 、12p p >B 、12=p pC 、12p p <D 、12p p 无法比较6、进行水力模型实验，要实现有压管六的流动力相似，应选的相似准则是（ ）A 、雷诺准则B 、 弗劳德准则C 、欧拉准则D 、其他7、两根直径不同的圆管,在流动雷诺数Re 相等时,它们的沿程阻力系数λ( )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8、在圆管流动中,湍流的断面流速分布符合( )A 、均匀规律B 、 直线变化规律C 、抛物线规律D 、对数曲线规律9、下列关于流体切应力的表述中,正确的是( )A 、层流的切应力取决于流体微团在层流间跃移的状态B 、湍流切应力的时均值只与时均流速梯度有关C 、无论是层流还是湍流,其切应力均与流速分布有关D 、A 、B 、C 均不正确10、关于粘性的说法哪个不正确（）A 、粘性是流体的固有属性B 、粘性是运动状态下，流体有抵抗剪切变形速率能力的量度C 、流体的粘性具有传递运动和阻滞运动的双重性D 、流体的粘性随温度的升高而增大11、与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是（）A 、切应力和压强B 、切应力和剪切变形速率C 、切应力和剪切变形D 、切应力和流速12、重力场（质量力只有重力）中，水和水银所受的单位质量力f 水和f 水银的大小（）A 、f 水<f 水银B 、f 水=f 水银C 、f 水>f 水银D 、不一定13、任意形状平面壁上静水压力的大小等于（ ）处静水压强乘以受压面的面积A 、受压面的中心B 、受压面的重心C 、受压面的形心D 、受压面的垂心14、实际流体在等直管道中流动，在流过断面1、2有A 、B 、C 点，则下面关系成立的是（） A 、=g g A B A B P P ρρZ +Z + B 、=g g C B B C P P ρρZ +Z + C 、=g g C A A C P P ρρZ +Z + D 、>g g C A A C P P ρρZ +Z + 15、圆管内饿流动为层流时，沿程阻力与平均速度的（）次方成正比A 、1B 、1.5C 、1.75D 、216、将渐缩管与突然缩小管相比，当两端管径比相同时，渐缩管的局部损失要小，其主要原因是（）A 、流动分离减小了B 、壁面摩擦增加了C 、流体微团碰撞减弱了D 、流速增加了17、雷诺数Re 代表的是（）之比A 、惯性力与重力B 、重力与压力C 、粘性力与重力D 、粘性力与惯性力18、两根直径相同的圆管，以同样速度输送水和空气，不会出现（）A 、水管内层流，气管内湍流B 、水汽管内都层流C 、水管内湍流，气管内层流D 、水汽管内都湍流19、平面流动具有流函数的条件（）A 、理想流体B 、无旋流动C 、具有速度势D 、满足连续性20、已知如图所示排水管的断面平均流速v=2.0m/s ，则管道出口的局部水头损失f h =（）mA 、0.102B 、 0.204C 、0.306D 、0.408二、填空题1、按连续性介质的概念，流体质点是指2、两种互不相混的液体，当它们处于平衡状态时，其分界面必为3、垂直放置的矩形平板挡水，水深3m ，静水压力F 的作用点到水面的距离y D 为4、一变直径管，直径1d =320m ，2d =160m ，流速1v =1.5m/s ，2v 为5、若测压管的读书为1h ，毛细升高为2h ，则该点的测压管实际高度为多少？ （测压管的工作流体分别为水和水银）6、粘性流体微团的表面力与作用面 各个方向上的法应力7、两个流体现象的相似，必须满足 ，运动相似和8、由流速v ，重力加速度g 和水深h 组成的无量纲量为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。