09年攻读硕士学位研究生入学试题A

郑州大学2009年攻读硕士学位研究生入学试题A学科、专业：水力学及河流动力学研究方向：有压非恒定流理论与计算研究、工程水力学问题及数值模拟、河床演变机理等考试科目（代码、名称）：988水力学（共5页）答案一律写在考点统一发的答题纸上，否则无效。一．判断题（每小题1分，共10分）：1、影响沿程水头损失系数的要素有雷诺数和相对粗糙度。2、相对静止液体中的等压面可以是倾斜平面或曲面。3、在缓坡棱柱体明渠中，可以发生非均匀的急流。4、堰流的流量系数m随作用水头H的增大而减小。5、局部水头损失系数可用尼古拉兹的试验图来分析说明其变化规律。6、牛顿内摩擦定律只适用于作层流运动的牛顿液体。7、在恒定紊流中，瞬时流速不随时间变化。8、明渠均匀流中，当底坡iik(临界底坡)时，则水深hhk。9、设置什么样的消能工型式取决于流量大小。10、理想液体是指不可压缩的液体。二、单项选择题(填写唯一正确答案的编号；每小题2分，共20分)：1、缓坡明渠中发生均匀流时，其佛汝德数Fr(1)必大于1(2)必等于1(3)必小于1(4)不定2、佛汝德数反映了惯性力与下面哪个力的相对大小关系(1)重力(2)表面张力(3)粘滞阻力(4)紊动阻力3、图示两容器的形状和大小均相同，容器a中盛有容重为1的液体，容器b中盛有容重为1和2的两种液体，则作用在两个容器中曲面AB上压力体图及总第1页郑州大学试题纸压力的关系为(1)压力体图相同，总压力相等；(2)压力体图相同，总压力不相等；(3)压力体图不同，总压力不相等；(4)压力体图不同，总压力相等4、欧拉液体平衡微分方程(1)只适用于静止液体；(2)只适用于平衡液体；(3)不适用于理想液体；(4)不适用于实际液体。5、在紊流粗糙区，沿程水头损失系数随雷诺数Re的减小而(1)加大(2)减小(3)不变(4)不定6、惯性力与粘滞力之比的无量纲数是(1)佛汝德数Fr(2)欧拉数Eu(3)雷诺数Re(4)斯特罗哈数St7、静止液体中同一点各方向的压强(1)数值相等(2)数值不等(3)仅水平方向数值相等(4)沿铅直方向数值最大8、平底棱柱体明渠的水跃函数)(1hJ与)(2hJ的关系是(1))()(21hJhJ(2))()(21hJhJ(3))()(21hJhJ(4)无法确定9、已知某水闸下游收缩断面水深6m.0ch（相应的跃后水深5m.3ch)，临界水深6m.1kh，下游河道水深4m.1th，则闸下将发生(1)远驱水跃(2)临界水跃(3)淹没水跃(4)急流10、在恒定流中第2页HH121(a)(b)郑州大学试题纸(1)流线一定互相平行(2)断面平均流速必定沿程不变(3)不同瞬时流线有可能相交(4)同一点处不同时刻的动水压强相等三、填空题(在空格中填写正确答案,每小题2分,共10分)1、水力半径的定义是______________________________，其量纲为________。2、液体的粘滞性是指液体________________________________________能力。3、液体中的真空压强pv与绝对压强pabs的关系是_________________，液体中真空压强pv与相对压强pr的关系是___________________。4、管道均匀流的测压管水头线的沿程变化规律是______________________________________。5、水箱一侧接一串连接管道，如图所示。已知末段管径d=0.2m，流速v=5m/s，分流量q=0.2m3/s，则水箱出流量Q为__________________________________________________m3/s。四、作图题(共20分)1、绘出下列图形中指定挡水面AB的水平方向压强分布图及垂直方向压强分布图。(8分)第3页Qqvh1h2γγABh1h2γγABi1iki2iki1i2郑州大学试题纸2、定性绘出图示棱柱形明渠的水面曲线，并注明曲线名称及流态（各渠段均为充分长，且糙率相同）。（6分）3、设管道长度为L，水击波传播速度为a，不计阻力。当管道末端突然阀门关闭时，试绘出阀门断面处的水击压强水头△p/γ随时间t的变化过程图。(6分)五、分析计算题(本大题共5小题，共计90分)1、某水电站有压引水管道，长度1200Lm，管径200Dmm。恒定流时管中流速20vm/s，水头1500Hm，管壁厚度12mm，管壁材料的弹性模量10106.19EN/m2，水的弹性系数91006.2KN/m2。当阀门在2.1STs时间内完全关闭时，试判别该引水管道中发生何种水击现象；如果发生直接水击，求管道末端断面处产生的最大动水压强maxp。（20分）2、某等直径管道长100Lm，管径2.0dm，其内水流流动时的水力坡降008.0J，求此时管壁处的切应力0和05.0rm处的切应力，以及该管段水流的水头损失第4页p/γtd1d2v1v2△h郑州大学试题纸fh。(15分)3、什么情况下产生水跃现象？如何区分波状水跃和完全水跃？(10分)4、图示为一铅直放置的文丘里管流量计，管径d1=40cm，d2=20cm，现测得水银压差计读数△h=30mm，取1、2断面间的水头损失gvhw22.022，水银的容重为28.133mKN/m3。试求管中水流的流量Q（取动能修正系数1）。(12分)5、图示为越堤引水用的虹吸管布置。已知管径d=0.2m，h1=2m，h2=4m。不计水头损失，取动能修正系数α=1。试求：(1)虹吸管的引水流量Q为多少?(2)如果允许的最大真空值hv为0.7m，B点的真空压强是否超过最大允许值?(16分)6、某溢流坝，断面为WES曲线型，共4孔，每孔宽度b=8m。上游设计水位为210.0m，下游水位为168.0m，堰顶高程为204.0m，上下游河床高程均为165.0m。当闸门开启高度e=5m时，求通过溢流坝的流量(参考数据：流量系数m=0.50；侧收缩系数93.01；流速系数=0.95；淹没系数s=0.70)。(17分)第5页h1h2Bd