1、流體力學基本概念和基礎知識（部分）1 什么是粘滯性？什么是牛頓內摩擦定律？不滿足牛頓內摩擦定律的流體是牛頓 流體還是非牛頓流體？流體內部質點間或流層間因相對運動而產生內摩擦力以反抗相對運動的性質T二從屯滿足牛頓內摩擦定律的流體是牛頓流體dy請闡述液體、氣體的動力粘滯系數隨著溫度、壓強的變化規律。水的黏滯性隨溫度升高而減小；空氣的黏滯性隨溫度的升高而增大。（動力粘度體現黏滯性）通常的壓強對流體的黏滯性影響不大，但在高壓作用下，氣液的動力 黏度隨壓強的升高而增大。2 在流體力學當中，三個主要的力學模型是指哪三個？并對其進行說明。連續介質（對流體物質結構的簡化）、無黏性流體（對流體物理性質的簡化）、

2、 不可壓流體（對流體物理性質的簡化）3 什么是理想流體？不考慮黏性作用的流體，稱為無黏性流體（或理想流體）4. 什么是實際流體？ 考慮黏性流體作用的實際流體5. 什么是不可壓縮流體？流體在流動過程中，其密度變化可以忽略的流動，稱為不可壓縮流動。6. 為什么流體靜壓強的方向必垂直作用面的內法線？流體在靜止時不能承受拉力和切力，所以流體靜壓強的方向必然是沿著作用面的內 法線方向7. 為什么水平面必是等壓面？由于深度相等的點，壓強也相同，這些深度相同的點所組成的平面是一個水平面， 可見水平面是壓強處處相等的面，即水平面必是等壓面。8 什么是等壓面？滿足等壓面的三個條件是什么？在同一種液體中，如果各處

3、的壓強均相等由各壓強相等的點組成的面稱為等壓面。 滿足等壓面的三個條件是同種液體連續液體靜止液體。9.什么是阿基米德原理？無論是潛體或浮體的壓力體均為物體浸入液體的體積，也就是物體排開液體的體 積。10 .潛體或浮體在重力G和浮力P的作用，會出現哪三種情況？重力大于浮力，物體下沉至底。重力等于浮力，物體在任一水深維持平衡。重力 小于浮力，物體浮出液體表面，直至液體下部分所排開的液體重量等于物體重量 為止。11. 等角速旋轉運動液體的特征有那些？（1）等壓面是繞鉛直軸旋轉的拋物面簇；（2）在同一水平面上的軸心壓強最低， 邊緣壓強最咼。12. 什么是絕對壓強和相對壓強？兩者之間有何關系？通常提到的

4、壓強是指絕對 壓強還是相對壓強？ 1個標準大氣壓值以帕（Pa）、米水柱（mH2O、毫米水銀 柱（mmHg表示，其值各為多少？絕對壓強：以毫無一點氣體存在的絕對真空為零點起算的壓強。相對壓強：當地同高程的大氣壓強 ap為零點起算的壓強。壓力表的度數是相對壓強，通常說 的也是相對壓強。1atm=101325pa=10.33mH20=760mmHg.13. 什么叫自由表面？和大氣相通的表面叫自由表面。14. 什么是流線？什么是跡線？流線與跡線的區別是什么？流線是某一瞬時在流場中畫出的一條空間曲線，此瞬時在曲線上任一點的切線方向 與該點的速度方向重合，這條曲線叫流線。區別：跡線是流場中流體質點在一段時

5、 間過程中所走過的軌跡線。流線是由無究多個質點組成的，它是表示這無究多個流 體質點在某一固定瞬間運動方向的曲線。而跡線則是在時間過程中表示同一流體質 點運動的曲線。15什么是流場？我們把流體流動占據的空間稱為流場16 什么是歐拉法？什么是拉格朗日法？歐拉法：通過描述物理量在空間的分布來研究流體運動的方法。拉格朗日法：通過 描述每一質點的運動達到了解流體運動的方法。17. 什么是恒定流動？什么是非恒定流動？什么是均勻流？什么是非均勻流？什 么是急變流？什么是漸變流？運動平衡的流動，各點流速不隨時間變化，由流速決定的壓強、粘性力也不隨時間 變化，這種流動稱之為恒定流動反之為非恒定流動。質點流速的大

6、小和方向均不變 的流動叫均勻流動，反之為非均勻流動。不均勻流動又按流速隨流向變化的緩急， 分為漸變流和急變流18. 應用恒定總統能量方程時，為什么把過流斷面選在漸變流段或均勻流段？19. 因為建立恒定總流的伯努利方程時，把（z+P/pg）作為常熟提到積分號外面， 只有漸變流斷面或均勻流斷面的（Z+P/pg） =C。19. 在寫總流能量方程時，過流斷面上的代表點、基準面是否可以任意選取？為什 么？可以，因為漸變流斷面或均勻流斷面上（Z+P/pg） =C20. 動能修正系數？動量修正系數？二者的大小和速度分布有何關系？動能修正系數：總流有效斷面上的實際動能對按平均流速算出假象動能的比值，流 速分布

7、越不均勻，值越大。動量修正系數：實際動量和按照平均流速計算的動量的 比值，流速分布越不均勻，值越大。21. 什么是沿程損失？什么是局部損失？紊流流態下，管內沿程阻力系數的變化規 律？在沿程不變的管段上，流動阻力沿程也基本不變，稱這類阻力為沿程阻力，克服沿 程阻力引起的能量損失為沿程損失。在邊壁急劇變化的區域，阻力主要地集中在該 區域中及其附近，這種集中分布的阻力稱為局部阻力。克服局部阻力的能量損失為 局部損失。紊流光滑區(Re>4000)二 f(Re)紊流過渡區h = f (Re,)紊流粗糙區& = f ()dd22. 雷諾實驗揭示了流體存在兩種流態， 它們是如何定義的？判別流態

8、的準則是什 么？并闡述其物理意義。對有壓圓管流，判別準則的臨界值為多少？層流：各液層間毫不相混，分層有規則的流動狀態。紊流：液體質點的運動軌跡是 極不規則的，各部分流體相互劇烈摻混。用臨界雷諾數作為判斷準則，圓管流臨界 雷諾數等于200023. 圓管層流流速分布規律？切應力的分布規律？u J(r°-r2)容重；J水力坡度；J動力黏度；r。一一管半徑4卩 = ?gRjR'對應的水力半徑24. 尼古拉茲實驗中，沿程阻力系數的變化曲線分為哪幾個區域？請分別闡述其 變化規律？湍流三個不同流區沿程阻力系數的影響因素以及形成不同流區的根 本原因。層流區；層，紊流過渡區；紊流光滑區；紊流過

9、渡區；紊流粗糙區25. 相同的水力條件下，孔口自由出流的流量與管嘴出流的流量相比較，哪一個 大？為什么會產生這種現象？管嘴正常工作的條件是什么？在相同條件下，管嘴的過流能力是孔口的1.32倍。收縮斷面處真空起的作用。圓柱形外管嘴的正常工作條件：作用水頭H0< 9.3m,管嘴長度l=(34)d.26. 什么叫孔口自由出流和淹沒出流？在容器側壁或底壁上開一孔口，容器中的液體自孔口出流到大氣中，稱為孔口自由 出流。如出流到充滿液體的空間，貝U稱為淹沒出流。27. 什么是有旋流動？什么是無旋流動？流體微團的旋轉角速度不完全為零的流動稱為有旋流動，流場中各點旋轉角速度等 于零的運動，成為無旋運動。

10、28. 在流體力學中，拉格朗日分析法和歐拉分析法有何區別？拉格朗曰法著眼于流體中各質點的流動情況跟蹤每一個質點觀察與分析該質點的運 動歷程然后綜合足夠多的質點的運動情況以得到整個流體運動的規律。歐拉法著眼 于流體經過空間各固定點時的運動情況它不過問這些流體運動情況是哪些流體質點 表現出來的也不管那些質點的運動歷程因此拉格朗曰分析法和歐拉分析法是描述流 體的運動形態和方式的兩種不同的基本方法。29. 什么叫流管、流束、過流斷面和元流？流線組成的管狀流面，稱為流管。流管以內的流體，稱為流束。垂直于流束的斷面 稱為流束的過流斷面，當流束的過流斷面無限小時，這根流束就稱為元流。30. 什么是入口段長度

11、？對于層流、紊流分別用什么表示？從入口到形成充分發展的管流的長度稱為入口段長度，以Xe表示。層流:Xe/d=0.028Re.紊流：Xe/d=50.31. 什么是單位壓能？壓力作功所能提供給單位重量流體的能量，稱為單位壓能32. 什么是幾何相似、運動相似和動力相似？什么是力學相似？幾何相似是指流動空間幾何相似，即形成此空間任意相應兩線段交角相同，任意相 應線段長度保持一定的比例。運動相似是指兩流動的相應流線幾何相似，即相應點 的流速大小成比例，方向相同。動力相似是指要求同名力作用，相應的同名力成比 例。33 .要保證兩個流動問題的力學相似所必須具備的條件是什么？如果兩個同一類的物理現象，在對應的

12、時空點上，各標量物理量的大小成比例，各 向量物理量除大小成比例外，且方向相同，則稱兩個現象是相似的。要保證兩個流 動問題的力學相似，必須是兩個流動幾何相似，運動相似，動力相似，以及兩個流 動的邊界條件和起始條件相似。34什么是因次（量綱）？什么是因次（量綱）分析法？因次是指物理量的性質和類別。因次分析法就是通過對現象中的物理量的因次以及因次之間互相聯系的各種性質的分析來研究對象相似性的方法。35. 什么是量綱（因次）和諧原理？試舉例說明。完整的物理方程式中的各項的因 次應相同的性質36. 為什么虹吸管能將水輸送到一定的高度？因為虹吸管內出現真空37. 什么是泵的揚程？泵所輸送的單位重量流量的流

13、體從進口道出口能量的增值， 也就是單位重量流量的流體通過泵所獲得的有效能量。38什么是水力半徑？什么是當量直徑？水力半徑：過流斷面面積與濕周的比值。當量直徑=4乘以水力半徑。39. 什么是氣蝕現象？產生氣蝕現象的原因是什么？氣蝕指浸蝕破壞材料之意，它是空氣泡現象所產生的后果。產生原因：泵的安裝位 置高出吸液面的高度太大；泵安裝地點的大氣壓太低；泵所輸送的液體的溫度過高。40. 試述沿程阻力系數的變化規律？什么是水力光滑？當層流次層的厚度大于壁面粗糙度的尺寸時，粗糙凸出的尺寸淹沒在層流次層中， 絕對粗糙度對液流沒有影響，這種區域稱為水力光滑區。41什么是沿程損失？沿程阻力系數與哪些因素有關？在沿

14、程不變的管段上，流動阻力沿程也基本不變，稱這類阻力為沿程阻力，克服沿 程阻力引起的能量損失為沿程損失。與雷諾數和管壁粗糙度有關42. 什么是滯止參數？氣流某斷面的流速，設想以無摩擦絕熱過程降低至零時，斷面各參數所達到的值，稱為氣流在該斷面的滯止參數。滯止參數一下標“ 0”表示43. 氣流速度與斷面的關系有哪幾種？M<1為亞音速流動，說明速度隨斷面的增大而減慢；隨斷面的減少而加快。M>1為超音速流動，說明速度隨斷面的增大而加快；隨斷面的減少而減慢。M=1既氣流速度與當地音速相等，此時稱氣體處于臨界狀態。44. 自由紊流射流的運動，動力特征是什么？在自由紊流射流的主體段，射流各斷面上速

15、度分布是相似的，軸線速度越來越小，橫截面積越 來越大，質量流量也越來越大；個橫截面上的動量守恒。45. 何為自由射流？何為受限射流？試述兩種射流的結構圖形，并對比有何異同？ 出流到無限大空間中，流動不受固體邊壁的限制，自由射流；反之為受限射流。 受限射流的射流半徑和流量不是一直增加，增大到一定程度后反而逐漸減小，使其 邊界線呈橄欖形48. 紊流中為什么存在粘性底層？其厚度與哪些因素有關？其厚度對紊流分析有何 意義？在近壁處，因液體質點受到壁面的限制，不能產生橫向運動，沒有混摻現象，流速 梯度du/dy很大，粘滯切應力t =卩du/dy仍然起主要作用。粘性底層厚度與雷諾數、質點混摻能力有關。隨R

16、e的增大，厚度減小。粘性底層很薄，但對能量損失有極大的影響。49. 紊流時的切應力有哪兩種形式？他們各與哪些因素有關？各主要作用在哪些部 位？粘性切應力一一主要與流體粘度和液層間的速度梯度有關。主要作用在近壁處。附加切應力一一主要與流體的脈動程度和流體的密度有關，主要作用在紊流核心處脈動程度較大地方。50. 拿兩張薄紙，平行提在手中，當用嘴順紙間縫隙吹起時，問薄紙是不動，靠攏， 還是張開？為什么？靠攏，流速增大，壓強降低51. 紊流研究中為什么要引入時均概念？紊流時，恒定流與非恒定流如何定義？ 把紊流運動要素時均化后，紊流運動就簡化為沒有脈動的時均流動，可對時均流動和脈動分別 加以研究。紊流中

17、只要時均化的要素不隨時間變化而變化的流動，就稱為恒定流。52. “均勻流一定是恒定流”，”恒定流一定是均勻流“，這兩中說法是否正確？ 為什么？兩句話都是錯誤的，在恒定流中，質點流速的大小和方向均不變的流動為均勻流動; 在非恒定流中，相互平行的直線流動為均勻流53. 什么是液體的可壓縮性？什么情況下需要考慮液體的可壓縮性？液體的可壓縮性是指：當外界的壓強發生變化時液體的體積也隨之而發生改變的特 性。液體的可壓縮性在一般情況下可以不考慮，但是當外界壓強變化較大，必須予 以考慮55.Pv；Pv；Pll_256.試述恒定氣流能量方程中P2- ( a -)(Z2 - Zi) = P2 2 靜壓，動壓,位壓，全壓，勢壓和總壓所代表的意義。靜壓:Pi，P2動壓:2V；，2位壓:(a -)(Z2 -Zi)全壓：靜壓和動壓之和p¥勢壓：靜壓和位壓之和P( a -)Z-Zi)總壓：靜壓，動壓和位壓之和56. 尼古拉茲實驗分區以及意義是什么？層流區臨界過渡區紊流光滑區紊流過度區紊流粗糙區意義：比較完整地反應了沿程阻力系數的變化規律，揭示了沿程阻力系數變化的主要因素。57. 濃差或溫差射流彎曲產生的原因什么