1、密總分-三四五六七八九十考 試 試 卷 （A B 卷）學年第二學期課程名稱：流體力學一、判斷題（20分）1. 流體質點是指宏觀上足夠小，而微觀上又足夠大的流體微團。（T）2. 液體的粘性隨溫度的升高而增大。（F）3. 氣體的粘性隨溫度的升高而減小。（F）4. 牛頓流體的粘性切應力與速度梯度，即角變形速率成正比。（T）5. 靜止的流體只能承受壓應力。（T）6. 在描述流體運動中歐拉法沒有直接給出流體質點的運動軌跡。（T）7. 定常流動，流線與跡線重合。（T）8. 應用總流伯努利方程解題時，兩個斷面間一定是緩變流，方程才 成立。（F）9. 由于流體粘性的存在和影響，使流體呈現兩種不同的流態，就是

2、層流和紊流。（T）10. 雷諾數是表征重力與慣性力的比值。（F）11. 靜止的流體中任意一點的各個方向的壓強值均相等。（T）12. 靜止液體的等壓面一定是一個水平面。（T）13. 大氣層中的壓強與密度、溫度的變化有關而且受季節、氣候等 因素的影響。（T）14. 壓力體的體積表示一個數學積分，與壓力體內是否有氣體無關。（T）15. 理想流體的運動可分為有旋流動和無旋流動兩種類型。（T）16. 不可壓縮流體的無旋流動由于存在速度勢和流函數，故又稱為 位勢流動。（T）17. 如果流場中若干流體微團無繞自身軸線旋轉運動，剛稱為無旋 流動。（F）18. 如果任一條封閉曲線上的速度環量皆為零，則此區域內的

3、流動必為無旋流動。（T）佃.不可壓縮流體中的，速度勢函數滿足拉普拉斯方程，速度勢函數是調和函數。（T）20.在位勢流場中，任意曲線上的速度環量等于曲線兩端點上速度 勢函數值之差，而與曲線形狀無關。（T）二、填空題（20分）1. 液體的動力粘性系數隨溫度的升高而減小，牛頓流體是指切應力與速度梯度成正比的流體。2. 歐拉法中，流體的加速度包括時變加速度 和 位變加速度兩種，如果流場中時變加速度為零，則稱流動為定常流動，否則，流動稱為非定常流動。雷諾實驗揭示了流體流動存在層流和紊流兩種流態，并可用雷諾數來判別流態4. 般管路中的損失，是由沿程損失和局部損失兩部分構成，在定常紊流中，沿程水頭損失與流速

4、的平方成正，所謂的長管是指局部損失比沿程損失小得多，可以忽略不計。5. 已知三維流場的速度分布為：u =2y t,v=4x,w = 0，試求t=0 時刻，經過點（1,1 ）的流線方程2x2 _ y2 =1 ；點（1,1 ）處 的加速為9+8i 。6. 平面流動速度分布為：u=ax2y2 , vxyby，如果流體 不可壓縮，試求a= 0.5 ； b= _0_。7. 子彈在15攝氏度的大氣中飛行，如果子彈頭部的馬赫角為 45度，已 知音波 速度為340m/s子彈 的飛 行速 度為 480.8m/s。三、簡答題（20分，每小題5分）:1. 試說明伯努利方程成立的條件。理想流體（1）；流動定常（1）；

5、重力場（1）；不可壓縮（1）；方程僅 沿流線成立（1）。2. 研究流體受力和運動過程中，在哪些情況下要考慮流體壓縮性？ 液體的密度變化較大如研究水擊現象（2），氣體的速度較大，如超過 音速的三分之一，其密度變化是明顯的，這時就必須考慮壓縮性的影 響（3）。3. 試解釋理想流體，牛頓流體和非牛頓流體.忽略了粘性的流體為稱為理想流體（2）；切應力與流速梯度成正比的 流體稱為牛頓流體，反之為非牛頓流體（3）。4.試說明斯托克斯定理的含義和意義。斯托克斯定理反映了速度環量和旋渦強度的關系,曲面上的旋渦通量與該封閉曲上的速度環量相等經過某圭寸閉曲線的（3）。意義:將計算旋渦通量的面積分簡化為計算速度環量

6、的線積分（2）三、計算題（40分，每小題10分）:1.粘度儀是測量液體粘性系數的儀器，它是由如下圖所示的兩個同心薄壁圓筒組成，外筒半徑為 R= 100mm內筒半徑為r = 99mm筒高1m,兩筒之間的間隙為“mm外筒轉速為= 20rad/s,當間隙內充滿某種潤滑油時，內筒所受扭矩油的動力粘性系數Mk 100Nm假定潤滑油為牛頓流體，試求潤滑M t = . 2二 R 2( 2)/214/八M 22. r drR (4)0 2 ：.M = M , M 2解得：=0.78Ns/m2(3)2.水泵裝置如圖。水泵安裝高度 h = 2.5m，高低水池液面（面積足夠大） 高差Z = 20m吸水管管徑Di =

7、 0.2m,長度l 1 = 5m沿程阻力系數為 0.02，總局部水頭損失系數為5;壓水管的直徑D2 = 0.15m, l 2= 50m 沿程阻力系數為0.03，壓管總的局部水頭損失系數為 6,測得水泵出 口處的表壓P Pa= 2X 105Pa.試求：水泵輸水量 Q和水泵的功率（水泵的功率系數為0.85 ）。（第一問6分，第二問4分）解:對2-2 , 3-3斷面應用伯努利方程求解流量Q2P PaV 22.5-Pg 2g20. 21 2 V 2d2 2g2V22g(3 )3.若作用在圓球上的阻力F與球在流體中的運動速度 V、球的直徑D及流體的密度J和動力粘度有關，試利用布金漢定理求無量綱數。解：本問題的物理量共有 5個，n=5,基本量綱為M、L、T,即m=3（2）寫出5個物理量的量綱（2分）正確選取循環量（2分）組合并求出無量綱數 仁1： 2 （2分）PV D組合并求出無量綱數2- 2（2分）PVD解得 V2 =1.95m/s(2)3Q 二V2*d：/4 =0.034m /s(1)P=：gQ(H hw)/0.85(3)解得：P=9.5kW(1)4.試分析復位勢W (z) = z (2 - i) ln( z2 4)由哪些基本勢流疊加而成 解: W(