流体力学03年试卷

共5页第1页1.单选、多选（多看课后题）2.简答（基本概念）3.问答4.绘图（压强分布图等）5.计算题4题（第六章：水头损失的计算;第七章:管口出流的串并联计算；第八章：明渠水流的形成：均匀流，最优水力断面;第十章：渗流）。工程力学2003级流体力学课程试题（A一、填空题：（每空1分，共5分）分数评卷人1理想流体（μ或ν、偏应力）＝0。2牛顿流体是指（τ）和（du/dy）符合关系：（τ=μdu/dy）。3粘性流体不滑移边界条件是指固体壁面上应满足(VV固)。二、单项选择题：（每小题1分，共5分）（说明：将认为A、B、C、D4个备选答案中唯一正确的答案的字母填写在小题后的括号内）分数评卷人1．不可压缩流体（B）。A．ρ＝constantB．Dρ/Dt=0C．ρ=0D．әρ/әt=02．流体流动时在一固定点连续释放颜料得到的可视线是（C）。A．流线B．迹线C．色线D．流体线3．流体定常流动时，对任一流动变量N有（C）。A．N＝constantB．DN/Dt=0C．әN/әt=0D．()0VN4．流体均匀流是指（D）。题号一二三四五六七总分分数附件1共5页第2页A．流速处处为常数B．加速度为零C．当地加速度为零D．迁移加速度为零5．流体无旋运动指（C）A．加速度为零B．角变形率为零C．角速度为零D．线变形率为零三、简述题：（共20分）分数评卷人1．写出不可压缩流体层流运动的本构方程。（10分）2xyuvuyxxx=（+）xyz2．叙述沿流线的柏努利方程和总流柏努利方程的主要区别。（5分）沿流线的柏努利方程:（1）适用于同一流线任意两点（2）流速为点流速总流柏努利方程：（1）适用于同一流流管1、2两断面（2）流速为断面平均流速（3）1、2两断面必须为缓变流断面3简述平板边界层的主要流动特征。（5）主要流动特征：（1）vU(2)y,δL(3)әu/әxәu/әy(4)yδ可忽略阻力，视为理想流体流动，y≤δ符合边界层（5）横穿边界层p不变。四、分析与计算题：（共70分）分数评卷人1证明：不可压缩流体平面势流的流函数Ψ满足：22220yx。（5分）2222()12(())202uvyxyxvuxy共5页第3页2已知：流体流动的流速场为(),0,0ufyvw证明：流动有旋，并求角速度和变形。（5分）'1()2zfy11()'()22xxyyxufyy其余分量为0。3．如图1所示，两无限宽、长的水平固定平行板间，相距h,充满粘性系数为μ、密度为ρ的不可压缩均质流体，在不变压强梯度px作用下，沿x方向作定常均匀层流运动.试用N-S方程求解该平行板间流动的解。（10分）图1基本方程220upxypgy边界条件:y=0:u=0y=h0:u=0解为：()2gpuyhyx4图2为一等径细圆管制成的三分支连通管，竖起后充高度h的水，1、2两铅直分支中心线相距D,并以D为直径以不变角速度ω绕对称线z为轴（中分支3的中心线）旋转，计算1、2两铅直分支与中分支3的水面差。（10分）22213238Dzzzzg5如图3所示，宽度为b、长度为h的平板AB双面受水压，左共5页第4页右水位差为z,定性绘制平板AB上的静水压强分布图，并求平板AB所受静水总压力。（10分）静水总压力水平向右：Pgzbh6如图4所示，密度为ρ速度为v1,流量为Q的高速射流在大气环境中水平射向铅直平面，忽略阻力，求射流对该平面的作用力（5分）射流对该平面的作用力F水平向右1FQv7已知：平面速度场2222,uxyyvxyx求：（1）问：是否存在速度势函数和流函数？（5分）（2）求加速度场。（5分）(1)2,2,0uvuvxyxyxxxx存在流函数22222,21()2()02uvxyxyyxvuxyxyxy不存在速度势函数（2）2222()[]()(2)2()xyuuauvxyxyxyxyxyvvauvyxyxyxyxyxxy8如图5为两蓄水池间串联短管输水，管径d1、d2,管长l1、l2达西摩阻因子λ1、λ2均已知，上、下游水位差∆z=z1-z2，试在局部损失因子K＝ς1＋ς2＋ς3＋ς4已知（全部局部共5页第5页损失∑hm=Kv22/2g）的情况下导出输水流量Q和∆z的关系。（10分）图522412212112241()dQgzldlKddd9均匀来流速度为U的平板边界层内速度廓线为：22()uyyU，计算无量钢位移厚度*/。（5分）*/＝1/3