流體力學(xué)真題(輔導(dǎo)班)

1、一、簡(jiǎn)要說(shuō)明下列各種力產(chǎn)生的原因、求解思路及表達(dá)式1、沿程阻力2、形狀阻力3、慣性阻力4、機(jī)翼升力 5、湍流應(yīng)力二、 圖示水箱1中的水經(jīng)光滑無(wú)阻力的圓孔口水平射出，沖到一平板上。平板封蓋著另一水 箱2的孔口，水箱1中水位高度為，水箱2的水位高度為h2，兩孔口中心重合，而且直徑dd2/2。若射流的形狀時(shí)對(duì)稱的，沖擊到平板后轉(zhuǎn)向平行于平板的方向，并向四周均勻流出。假定流動(dòng)是無(wú)粘性不可壓縮定常的，平板和水質(zhì)量力不計(jì)。 當(dāng)已知0和水的密度r時(shí)，求保持平板封蓋住水箱 2的孔口時(shí)h2的最大值。三、工程中常用文丘里管測(cè)量管路中水的流量。管路和收縮管段截面積分別為S、2，水的密度和U型測(cè)壓計(jì)中液體的密度分別為

2、訂，且t訂。若不計(jì)水的粘性，試導(dǎo)出傾斜管路中水的流量 Q與測(cè)壓計(jì)中液體的高度差讀數(shù)h之間的關(guān)系式。四、設(shè)在平面直角域中點(diǎn) A（a, b）處放著一個(gè)強(qiáng)度為 Q的平面點(diǎn)源，x = 0, y = 0是半無(wú)限固體壁面，遠(yuǎn)方壓力為：。試求：1. 平面流動(dòng)復(fù)勢(shì)W（z）；2. 壁面上流體的速度分布；3. 壁面X =0上流體的壓力分布。五、兩塊無(wú)限長(zhǎng)二維平行平板如圖所示，其間充滿兩種密度和粘性系數(shù)分別為片，戸2和叫，2的液體，高度分別為 hj，h2。已知下板靜止，上板以速度 U向右運(yùn)動(dòng)，全流場(chǎng) 應(yīng)力相同，不計(jì)重力，流體運(yùn)動(dòng)為層流。試求流場(chǎng)中的速度分布。六、圓球在靜水中釋放后上浮，圓球的半徑為a，水和圓球的密度

3、分別為 w,m。忽略水的粘性，試求圓球上浮運(yùn)動(dòng)之距離隨時(shí)間的變化規(guī)律。標(biāo)準(zhǔn)答案一、（分析）考察學(xué)生對(duì)流體力學(xué)中出現(xiàn)的專業(yè)中常用的有關(guān)力的掌握程度。1、沿程阻力：管道壁面粘性摩擦和粗糙度引起的阻力。表達(dá)為圓管沿程阻力系數(shù)，f丄乂d 2g2、形狀阻力：由于粘性和流動(dòng)分離產(chǎn)生的壓力沿流動(dòng)方向投影的合力。求得壓力后積分或試驗(yàn)測(cè)得，Dp 二 pn cos ds或CD1 PU 2 Ao23、慣性阻力：非定常運(yùn)動(dòng)改變流體的慣性引起的阻力。表達(dá)為附加質(zhì)量odss n so4、機(jī)翼升力：源于速度環(huán)量，而環(huán)量來(lái)源于流體粘性、形狀和攻角,5、湍流應(yīng)力：源于湍流脈動(dòng)運(yùn)動(dòng)。建立湍流模型，Pq = - :?ui Uj二、

4、(分析)考察學(xué)生利用所學(xué)的知識(shí)，禾U用動(dòng)量方程、伯努利積分解決實(shí)際問(wèn)題的能力， 同時(shí)在求解過(guò)程中要引入簡(jiǎn)化， 考察學(xué)生處理工程問(wèn)題中忽略次要因素解決復(fù)雜問(wèn)題的能力(1)水箱1出口速度v:從自由面至出口列伯努利方程，知Pa2g可得(2)水箱1出口流量：.2兀dqQ-V4(3)水流沖擊平板:取水箱1出口截面與平板左側(cè)之間的水為控制體，設(shè)平板對(duì)水流的作用力為R，沿出口軸線方向列動(dòng)量方程，有 F,=QVF|與平板右側(cè)受水箱2的靜壓力合力相等，即QVy24將Q、V帶入上式得到h2 = hl。2三、(分析)利用連續(xù)方程、伯努利積分，同時(shí)考察學(xué)生靈活理解和應(yīng)用文丘里管的能力(1)管內(nèi)流速：沿截面 1-1和2

5、-2中心線列伯努利方程，有?g2gv22 -v212g(2) 連續(xù)性方程： V1 -v2s2(3) 等壓面：設(shè)截面 2-2中點(diǎn)與U型管高位液面的高度差為I，因U型管內(nèi)低位波面出的 水平面為等壓面，在該水平面管內(nèi)壓力相等，即Pi Jg |J Z1 -Z2h = P2 Jgl mghp -P2g N Z 二 5 - gh聯(lián)立以上三個(gè)方程得管內(nèi)體積流量S：S22S -S丿四、（分析）運(yùn)動(dòng)于水表面的船舶水動(dòng)力性能計(jì)算常用到映像法，船舶與海洋工程流體動(dòng)力 學(xué)課程講述中也適時(shí)的灌輸有關(guān)觀點(diǎn)，本題綜合考察學(xué)生對(duì)有關(guān)映像法的理解和靈活應(yīng)用、 伯努利積分、壓力合力求解基本思路的掌握程度（1）復(fù)勢(shì)：W z = Q

6、In Z -a -bi In Z a -bi In Z a bi In Z -a bi(2)速度分布：由型vi11L-dZ2；rlZabiZ+abi Z+a + biZa+bi壁面y = 0上的速度分布為x -aQ 1 丄u =2T +22l(x - a ) +b (x + a ) +b y壁面x=0上的速度分布為Q y-b v-兀 l（y -b ） +x（3）壓力分布：利用伯努利積分得沿壁面x=0的壓力分布為p卡冷P0 一些y-by b22.22（y_b） +x （y + b） +x 五、（分析）考察學(xué)生掌握納威爾一一斯托克思方程的程度，因涉及到兩相流，由一定的難度（1）全流場(chǎng)中滿足NS方程

7、：=0=豆 M=0 exdy-2 -2;v: v+a 22l excy丿（2）邊界條件:y = X h2:u1 =U m = 0.1 du!| du21 dy 一 2 dyy = 0: u2 = 0,v2 = 0(3)方程簡(jiǎn)化：由邊界條件知流場(chǎng)中y方向的運(yùn)動(dòng)速度 v=0,所以方程（2）成為-2.0 ,即p=C（x）.因?yàn)槿玞y流場(chǎng)應(yīng)力相同，有 =0， p=const。另外，平板無(wú)限大或從邊界條件看出流動(dòng)與x無(wú)關(guān),dx即u=u （ y）。所以方程（1）簡(jiǎn)化為芋。積分得= Ciy+C?氏二 Diy+D?0 _ y _ b（4 ）確定積分常數(shù)：式（8）和（9）的積分常數(shù)由邊界條件確定。由（3）得 C

8、1 h, h2 C2 =U由（4）得 Gh2 C2 = D,h2 +D2由（5）得 7G nqU由（6）得 D2 =0解出常數(shù):C1,C211 Uh2 23 ,D 0（5）速度分布：將積分常數(shù)代入可得速度分布為U1m呱宀八小附2十）U1六、（分析）考察學(xué)生對(duì)慣性力的理解，物體在流體中運(yùn)動(dòng)和在真空中運(yùn)動(dòng)的最基本區(qū)別就 是流體中由附加慣性力。考察學(xué)生對(duì)附加慣性力、附加質(zhì)量的掌握程度。取大地坐標(biāo)z軸垂直向上，原點(diǎn)位于圓球靜止時(shí)的圓心處。質(zhì)量為 m的圓球在浮力F和重 力G的作用下向上加速運(yùn)動(dòng)。滿足運(yùn)動(dòng)方程（m ）Z（t） =F -G2 343其中a3 ?w為圓球的附加質(zhì)量，浮力F w二a3。上式可得3

9、 3M ：二 a JZw：、； aM 怎a333Z 空匚蘭2Pm+Pw利用初始條件：t=0時(shí)z二徉=0，積分上式可得:Z(t)/w 、.2=()gt2 J2 M - w哈爾濱工程大學(xué)考研真題一、簡(jiǎn)答題理想流體與粘性流體壓力的異同； 理想流體；摩擦阻力邊界層產(chǎn)生分離的條件；庫(kù)塔-如科夫斯基（K-J ）假設(shè)： Pan die混合長(zhǎng)度理論的基本思想: 判斷題1、2、3、4、5、6、1、2平面進(jìn)行波自由表面的色散關(guān)系是-二kg ,其中 為圓頻率，k為波數(shù)2、3、4、5、6、作圓周運(yùn)動(dòng)的流體，其運(yùn)動(dòng)是有旋的 層流邊界層較湍流邊界層更容易離體 粘性流體的運(yùn)動(dòng)一定是有旋的 翼型、有效攻角和來(lái)流速度相同的情況

10、下， 升力減小阻力增加 一無(wú)限水深平面進(jìn)行波以速度10m/s移動(dòng)，它的波長(zhǎng)和周期分別為有限翼展機(jī)翼和無(wú)限翼展機(jī)翼相比，其64m, 6.4s。不計(jì)流體的質(zhì)長(zhǎng)為L(zhǎng),半徑為r的圓柱以速度Uo在靜止流體中作勻速直線運(yùn)動(dòng)。均為 A點(diǎn)的量力，設(shè)離體點(diǎn)近似為 A、B點(diǎn),且離體后漩渦區(qū)內(nèi)壓力近似為均勻分布， 壓力。求流體作用于圓柱體的形狀阻力。假設(shè)圓柱可視為無(wú)限長(zhǎng)圓柱體處理。四、明渠中水定常地流過(guò)閘門 A，假定1，2截面流動(dòng)均勻，流體理想，壓力服從靜止流體的壓力分布規(guī)律。已知h1,h2,u1，水的密度 t和大氣壓力 p0，求流體作用于單位寬大閘門上的作用力F。五、設(shè)平板層流邊界層內(nèi)的速度分布為uUsin -1

11、2丿，其中Uo為主流速度,百求邊界層厚度“x表達(dá)式。r ，:為邊界層厚度。利用平板動(dòng)量積分方程 5dx六、已知平面不可壓縮流體的速度分布為u=2xy+x.（1）求過(guò)（1 , 1）點(diǎn)的流線；（2）問(wèn)該流動(dòng)是否無(wú)旋，若無(wú)旋求速度勢(shì)。 標(biāo)準(zhǔn)答案：一、考察學(xué)生對(duì)基本概念的掌握程度，重點(diǎn)在于對(duì)概念的理解，意思完全表達(dá)清楚即可得分。1、理想流體的壓力是唯一的表面力，作用力的大小與方向無(wú)關(guān)，方向垂直于作用面并 指向內(nèi)法線方向；粘性流體壓力是三個(gè)主應(yīng)力的算術(shù)平均值的負(fù)值：忽略流體的粘 性時(shí)粘性流體的壓力就蛻化為理想流體的壓力；2、當(dāng)動(dòng)力粘性系數(shù)很小，或速度變化率很小時(shí)，流體的剪應(yīng)力很小，與重力、慣性力 等相比

12、可以忽略不計(jì)，這種忽略剪應(yīng)力的流體成為理想流體。理想流體是為處理問(wèn) 題方便而人為引入的理想模型，真實(shí)的流體都是有粘性的。3、 當(dāng)物體與流體有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)與流體解除的物體表面要受到流體剪應(yīng)力作用，剪應(yīng)力 的合力成為摩擦阻力；4、有兩個(gè)條件：存在逆壓梯度區(qū)；壁面及粘性對(duì)流體的阻滯作用5、在理想流體假設(shè)下流體流過(guò)平板（或機(jī)翼等）時(shí)，首尾端點(diǎn)速度絕對(duì)值為無(wú)窮大，與實(shí)際流動(dòng)不符，為在理想流體假設(shè)下模擬真實(shí)流動(dòng)，庫(kù)塔-如何夫斯基提出假設(shè)：在平板（或機(jī)翼等）有攻角繞流中，一定存在速度環(huán)量，其大小恰好能使背面的駐 點(diǎn)移至后緣，使后緣端點(diǎn)的速度保持為有限值，這一假設(shè)就是著名的K-J假設(shè)。6、將湍流中微團(tuán)的脈動(dòng)與氣

13、體分子的運(yùn)動(dòng)相比擬。二、（分析）考察學(xué)生對(duì)粘性流體運(yùn)動(dòng)基本特征、邊界層離體、有旋及無(wú)旋運(yùn)動(dòng)定義、行進(jìn)波有關(guān)內(nèi)容的理解和掌握程度。1錯(cuò)2錯(cuò)3對(duì)4對(duì)5對(duì)6對(duì) 三、（分析）形狀阻力是船舶阻力成分之一。該題屬發(fā)揮題，具有一定的難度。綜合利用了沿圓柱表面壓力分布、 形狀阻力概念、壓力沿物體表面積分來(lái)求合力的知識(shí)，考察學(xué)生靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題的能力。題中圓柱受到的形狀阻力分為發(fā)生離體和未發(fā)生離體兩個(gè)流體域壓力合力沿運(yùn)動(dòng)相反 方向的投影。未發(fā)生離體時(shí)圓柱表面壓力分布公式為P =Po認(rèn)2(1 -4s in =)故未離體流體域壓力合力在x方向投影值的大小為3 二213 二2Px = L pcos： r0d

14、J - L :?U2(1-4sin2r)cos)r0d第2%Lr。認(rèn)2. - 4 . 3_占2LZU。2-sinsin r-2-2 3 2 3因離體流體域中作用于圓柱面的壓力均為A點(diǎn)壓力，由（1）式得Pa =P0 -3 ;?U -2則離體后壓力合力在 x方向的投影值的大小為PPa 2r-L =32 認(rèn) 2r-L =3Lr-U；圓柱的形狀阻力大小值為P =Px - P” 83 Lr- ?Uo方向與運(yùn)動(dòng)方向相反。四、（分析）該題用到定常運(yùn)動(dòng)的動(dòng)量方程、靜止流體中的壓力分布及平板受力公式、 連續(xù)方程，考察學(xué)生對(duì)上述內(nèi)容的掌握程度。由質(zhì)量守恒知uih = u2h2得(1)h2 Ulh1U2取圖中單位厚

15、度封閉曲線為控制體，對(duì)控制體利用動(dòng)量方程得（Po仏）入 _（po匹川2 - F -】ujhi 亠:ufh22 2將（1）式代入上式整理得F =（Po虹）hi - （Po理）h2 訕2 - ：（Eui）2h222h2= (hi-h2)Po - b) -沁2h2得平板受到的作用力大小為ujhh2方向如圖所示五、（分析）邊界層動(dòng)量方程表達(dá)式簡(jiǎn)捷，工程實(shí)用性強(qiáng)。通過(guò)該題考察學(xué)生針對(duì)不同 的速度分布靈活應(yīng)用方程的能力。損失厚度為dd(1)(1_u)dy= sin U Uoo由剪應(yīng)力公式得到壁面剪應(yīng)力為II旬II 兀兀yUo二2、將（1）式和（2）式代入平板動(dòng)量方程得4 -二 d 心 二 2 二 dx 2

16、 ?U o、解得邊界層厚度為速度六、（分析）該題給出的速度分布較復(fù)雜，很難用流線方程求出流線。但當(dāng)流場(chǎng)中存在 流函數(shù)時(shí)，可以利用流函數(shù)與流線之間的關(guān)系求出流線。 該題考察學(xué)生對(duì)流函數(shù)、 勢(shì)、有旋運(yùn)動(dòng)。無(wú)旋運(yùn)動(dòng)的掌握程度。（1）流函數(shù)為2 2-_vdx udy 二-（x 一討 _y）dx （2xy x）dy1 32x xy xy351將（1, 1）代入上式得出過(guò)（1, 1）點(diǎn)的流線為一=一一 x3 - xy2 xy3 3（2）速度旋度為 v =()k =(2x-2x)k =0；:x-y即運(yùn)動(dòng)無(wú)旋，存在速度勢(shì)，速度勢(shì)為二 udx vdy 二(2xy x)dx (x2 _ y2 _ y)dy1 22

17、1 31 2x x y y y2 32哈爾濱工程大學(xué)考研真題四一、概念題(1)簡(jiǎn)要回答問(wèn)題1、伯努利方程P C的使用條件2 丫2、NS 方程 匸f空72v的物理意義3、開爾文定理-0的適用條件及含義dt4、l V2公式八二荀亦的物理含義和產(chǎn)生原因5、公式h二 的物理含義和產(chǎn)生原因2g6、7、89、10、11、12、13、機(jī)翼繞流尾緣庫(kù)塔條件描述(或描述) 附加質(zhì)量系數(shù)所表示的物理意義Pran dle邊界層理論模型速度邊界層的基本特征邊界層分離的結(jié)果牛頓流體無(wú)因此數(shù)Re、Fr、Ma的物理意義 粘性內(nèi)摩擦力產(chǎn)生的原因14、雷諾湍流應(yīng)力 卩耳產(chǎn)生的原因15、(2)機(jī)翼升力產(chǎn)生的原因名詞解釋16、流線

18、17、駐點(diǎn)18、控制質(zhì)點(diǎn)19、機(jī)翼失速20、水力光滑管二、 有一圓柱將兩側(cè)的水分開。已知圓柱半徑為a,柱左邊水深2a，右邊水深a,水的 密度，重力加速度g。試求單位寬度圓柱所受靜止流體的作用力。三、近岸海浪的運(yùn)動(dòng)可近似為不可壓理想流體平面無(wú)旋運(yùn)動(dòng)，x=0為直壁面，水深為h，建立平面波浪場(chǎng)速度勢(shì)在 oxz坐標(biāo)系下的定結(jié)問(wèn)題：（1）基本方程：（2）線性邊界條件。1四、在深水中進(jìn)行導(dǎo)彈的模擬試驗(yàn)，模型與實(shí)物的幾何尺度之比，二丄，若導(dǎo)彈在空氣2中的速度為Ua =100m/sec，空氣和水的運(yùn)動(dòng)粘性系數(shù)之比為% =13。欲測(cè)定其粘性阻力，確定模型試驗(yàn)的相似準(zhǔn)數(shù)以及模型在水中試驗(yàn)的速度Uw。五、 水定常流

19、過(guò)寬為 B、長(zhǎng)為L(zhǎng)的平板時(shí)形成邊界層。 已知來(lái)流及邊界層外部速度為U，全流場(chǎng)壓力Pa =const，平板尾端邊界層厚度為 、,層內(nèi)速度u（y）為線性分布，水的 密度。試求平板（單側(cè)）所受流體的摩擦阻力F.六、無(wú)限大傾斜平板上有厚度為 h的一層粘性流體，在重力g的作用下作定常層流運(yùn)動(dòng)。已知液體密度，運(yùn)動(dòng)粘性系數(shù)和平板傾角二；在自由液面上，大氣壓pa=0剪應(yīng)力.=0。在oxy坐標(biāo)系下建立液體流動(dòng)速度場(chǎng)和壓力場(chǎng)的定解問(wèn)題：基本方程；（2）邊界條件。標(biāo)準(zhǔn)答案一、 概念題（分析）考察學(xué)生對(duì)流體力學(xué)中基本方程適用條件方程反映的物理含義等的理解（1）使用條件：理想、定常、不可壓縮、重力場(chǎng)、沿流線。（2）分別

20、為單位質(zhì)量流體的局部慣性力、對(duì)流慣性力、質(zhì)量力、壓力的合力、粘性力的平衡（3）理想、正壓、質(zhì)量力有勢(shì)；沿流體線的環(huán)量（渦量）不隨時(shí)間變化。（4）管內(nèi)沿程阻力；由粘性摩擦產(chǎn)生。（5）管內(nèi)局部阻力；由局部漩渦和摩擦產(chǎn)生（6）尾緣處速度有限（壓力連續(xù)）（7）表示物體非定常運(yùn)動(dòng)慣性力。（8）大雷諾數(shù)繞流分為內(nèi)層和外層，內(nèi)層考慮粘性，外層不計(jì)粘性。（9）很薄、速度梯度很大、層內(nèi)法向壓力不變，外邊界速度漸進(jìn)性。（10）阻力增大、升力減小，振動(dòng)、噪聲。（11）=1 且）=con st（12） Re=UL表示慣性力與粘性力之比 （粘性力影響）；Fr = 表示慣性力與重力之比(重力影響)；Ma = U表示當(dāng)?shù)厮?/p>

21、度與聲速之比(壓縮性影響)a(13) 分子間的引力、分子動(dòng)量變換。(14) 流體微團(tuán)的動(dòng)量變換。(15) 存在環(huán)量、攻角(粘性、上下表面不對(duì)稱)。(16) 速度場(chǎng)的包絡(luò)線(矢量線)(17) 速度為0的點(diǎn)(18) 含有大量分子且體積足夠小的流體微團(tuán)。(19) 相對(duì)于坐標(biāo)系空間不變的流體體積。(20) 升力下降、阻力增加的現(xiàn)象。(21) 粘性底層厚度大于管子粗糙度(、：_；)的流動(dòng)。 二(分析)考察學(xué)生對(duì)靜止流體中物體受力掌握程度左側(cè)受力：Fx =2 a2右側(cè)受力：Fx = -1 a2, Fz 二丄二a224圓柱的合力:Fxa2,Fz 二 3二 a；24F Fx2 Fz2 a2, 9 9一 3 ,

22、 4 二 2 a2 4164合力方向cos)*-。2.，作用線通過(guò)圓心三、(分析)定解問(wèn)題、邊界條件是流體力學(xué)解決問(wèn)題的基礎(chǔ)，該題考察學(xué)生針對(duì)實(shí)際 問(wèn)題建立定解問(wèn)題和邊界條件的能力?？?甲右2甲(1) 基本萬(wàn)程： =0, (x0, z：0)excz(2) 自由面條件：靜取ct尸(z=).zft一丄=存 r ) (z二)g ；-t2ft 一:z(Z =0);”1即s =g Ct或；：2決p2 g一 =0(z“)-t:z” 1訓(xùn)J -(z=0)g:t(z = 0)底面條件：-=0（Z = _h）:z直壁條件：=0（x =0）:x四、（分析）因此分析法是指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)的理論基礎(chǔ)。本題考察方程無(wú)因此化，針對(duì)

23、測(cè)量物理量確定相似準(zhǔn)數(shù)，以及利用相似準(zhǔn)數(shù)確定實(shí)驗(yàn)條件的能力。（1）因與粘性阻力有關(guān)的物理量為物體的運(yùn)動(dòng)速度、幾何尺度、流體的密度和動(dòng)力粘 性系數(shù)，故有函數(shù)關(guān)系式D = f（U,L,）將上式無(wú)因此化得D卩CD 二二 f（）Su2L2ul2即保證模型和實(shí)物粘性阻力系數(shù)相同的相似準(zhǔn)數(shù)是雷諾數(shù)ReUL（3）由模型與實(shí)物的雷諾數(shù)相等UaLaUwLwaJL v1200得模型的試驗(yàn)速度uw二Ua上g =1 0 0 2-200Lw%1 3 1 3五、（分析）考察學(xué)生對(duì)流線、邊界層分界線概念的理解、考察學(xué)生靈活利用連續(xù)方程和動(dòng)量方程求物體受力的能力。設(shè)1-1和2-2截面流管寬度分別為0和hb1、（1） 連續(xù)方程

24、：1、2截面質(zhì)量守恒1Uh廣Uh2ydy =Uh2U、0衣21得邊界層厚度為h, - h2二12（2）動(dòng)量方程：取壁面、1-1、1-2和2-2所圍控制體如圖，設(shè)F為平板所受摩擦阻力,列X方向動(dòng)量方程U2七y2dy L % - L h - -F0 :得平板受到的摩擦阻力F二U2U2、236六、（分析）考察學(xué)生對(duì)粘性流動(dòng)建立基本方程和邊界條件的能力 （1 ）基本方程；:v u；x（2）邊界條件Uy衛(wèi)=0cy2 2+vgsin即+v( +鈞)p exexcyav2 21 cDcv cv+v =geos 日一+v( 2+ 2syP cyexcyccu=0,=0y曲小dv=0,=0-:yy =hy衛(wèi)=0

25、真題五哈爾濱工程大學(xué)試卷簡(jiǎn)要回答問(wèn)題（15分）產(chǎn)生的原因?粘性內(nèi)摩擦力?雷諾湍流應(yīng)力?附加質(zhì)量系數(shù)A二 所表示的物理意義?高Re數(shù)繞流問(wèn)題流場(chǎng)的基本特征（ Plandtl邊界層理論模型）?鄧亞萍打出弧（上）旋球和削（下旋）球時(shí)，乒乓球的運(yùn)動(dòng)軌跡不同，解釋其力學(xué)機(jī)理。二、（15 分）如圖所示，鉛直壁面上有一半徑為a的圓孔，孔心深度為 h，現(xiàn)用一圓球堵住圓孔，水面上、直壁左側(cè)以及左半球面上受大氣壓作用。試問(wèn)：需多大的合力 亠，半球才能堵住圓水孔（圓球體積?在浮力作用下該圓球會(huì)繞圖示軸心逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)嗎？為什么？三（15分）流速I，粗管截面積為 二亠，細(xì)管截面上的平均壓力.I與擴(kuò)大處臺(tái)階截面上的平均壓力

26、相等，但石；：。不計(jì)該短管壁面摩擦力的影響，試導(dǎo)岀該局部損失（單位重量流體機(jī)械能損失）計(jì)算式中系數(shù)的表達(dá)式。P0bh題二圖題二圖四、（10分）圖中兩個(gè)相同的Venturi流量計(jì)，測(cè)量重度為的同一種流體的流量。水銀壓差計(jì)讀數(shù)h相同。令中心線上1、 2兩點(diǎn)處的壓力差為，試比較兩種流動(dòng)的流量：一的大小關(guān)系及的大小關(guān)系。2i題四圖(b)五、（10分）某流動(dòng)現(xiàn)象中升力型物體的受力與下列特征量有關(guān)：來(lái)流速度 、流體密度 、動(dòng)力粘性系數(shù) 門、物體長(zhǎng)度、時(shí)間周期 J、迎流攻角 二。（1 ）在量綱理論中應(yīng)用定理時(shí)，_、 、三個(gè)量能否作為基本量，為什么？（2）導(dǎo)岀該物體受力問(wèn)題的流動(dòng)相似準(zhǔn)則。六、（10分）圓柱在

27、不可壓靜止理想流體中以等角速度轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)以等速度作直線運(yùn)動(dòng)，固結(jié)于圓心的坐標(biāo)系隨速度一向左平動(dòng)。圓柱半徑為 a、流體運(yùn)動(dòng)無(wú)旋、密度。?寫岀該動(dòng)系下絕對(duì)運(yùn)動(dòng)速度勢(shì) /滿足的微分方程和邊界條件；?將圓柱轉(zhuǎn)動(dòng)誘導(dǎo)流體的效應(yīng)轉(zhuǎn)化為速度環(huán)量_，寫岀_的表達(dá)式。七、（15分）不可壓理想流體繞圓柱無(wú)旋流動(dòng)，來(lái)流速度一、來(lái)流壓力?建立該繞流（相對(duì)運(yùn)動(dòng)）速度勢(shì)滿足的微分方程和邊界條件;?求流場(chǎng)速度勢(shì)/ ;Ri%八、（io 分）高度為H的煙筒受到均勻氣流 V 0的作用，底部半徑丄I，頂部半徑空氣運(yùn)動(dòng)粘性系數(shù) n設(shè)煙筒任一截面（單位長(zhǎng)度）圓柱的阻力系數(shù)7為同一常數(shù)，煙筒半徑分布為試求煙筒所受總阻力真題五標(biāo)準(zhǔn)答案及評(píng)

28、分標(biāo)準(zhǔn)一、（15分，每小題3分）【分析】考察學(xué)生對(duì)基本概念的掌握程度【標(biāo)準(zhǔn)答案和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)】1.分子間的引力、分子動(dòng)量交換。2.流體微團(tuán)的動(dòng)量交換（脈動(dòng)）。3.表示物體非定常運(yùn)動(dòng)慣性力（或動(dòng)能變化）。4.層不計(jì)粘性。大雷諾數(shù)繞流分為內(nèi)層和外層，內(nèi)層邊界層考慮粘性，外5. V 1方向不同。二、（15 分）【分析】考察學(xué)生對(duì)于靜止流體作用力與概念的掌握程度【標(biāo)準(zhǔn)答案和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)】解:(1)水平力：2一加！人；垂向力：(8)合力：廣二；(2)(2)方向:cos(F,x)-(3)(3)不會(huì)轉(zhuǎn)，因合力通過(guò)圓 心。(2)三、(12分)【分析】結(jié)合管路流動(dòng)問(wèn)題，考察學(xué)生對(duì)動(dòng)力學(xué)基本方程與能量轉(zhuǎn)換概念的掌握 程度

29、【標(biāo)準(zhǔn)答案和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)】 解：取1 1和2-2截面間流體為控制體(1) Bernoulli 方程：(4)(2) 動(dòng)量方程：嚴(yán)_一_ .(3) 連續(xù)方程:4 = 亠=I 4；2呂Ui ）聯(lián)立得:（3）四、（10分）【分析】考察學(xué)生對(duì)于伯努利方程與靜壓力綜合應(yīng)用的掌握程度【標(biāo)準(zhǔn)答案和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)】（a）戸1 +尸（饒+咼=7 +打餛必=卩一內(nèi)=城坯艱-/）（2）yy 2g2g y（3）（b）i J .、；J i _- : i_ P Pi ） + F（可司）所以： L - 一“，（Fl_ 第 h（3）五、（10分）【分析】考查學(xué)生對(duì)于n定理和相似準(zhǔn)則的掌握程度?！緲?biāo)準(zhǔn)答案和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)】（1）不能。動(dòng)力學(xué)問(wèn)題

30、需包含質(zhì)量的量 綱。（4）（2）F二畑L,pr肚匚(3)加需耳盤罕恥佟沁，準(zhǔn)數(shù)為數(shù)、曲號(hào)數(shù)和二 0（3）六、（10分）【分析】考察學(xué)生對(duì)于理想流體圓柱繞流問(wèn)題描述的掌握程度?！緲?biāo)準(zhǔn)答案和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)】解：（1）”二門一. VQi oi- n 5 cos (r )|V|= 0,(尸 Too)（2）I冃也v七、（15分）【分析】考察學(xué)生對(duì)于理想流體繞圓柱流動(dòng)時(shí)，流體速度勢(shì)和圓柱的受力分析【標(biāo)準(zhǔn)答案和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)】解：（1）-匚皿.I r|= f v-c/l 二2加加聲d）;網(wǎng)必（尸K）；（5）(2)爐二 %+)&r 2/T(5)c = 1-(2 sin +)2*2a(5)曠珂二+朋 1-（2別口日+：）2

31、2兀久總八、（10分）【分析】考察學(xué)生關(guān)于運(yùn)動(dòng)粘性流體對(duì)物體作用力的掌握程度【標(biāo)準(zhǔn)答案和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)】 解:烏二彷加？2滋0 學(xué)（耳+筈魚刀必=6#（駕十絢）H真題六一、（共15分，每小題3分）簡(jiǎn)要回答下列問(wèn)題（1）連續(xù)介質(zhì)假設(shè)；（2）流體微團(tuán)運(yùn)動(dòng)的基本特征；（3）歐拉運(yùn)動(dòng) 微分方程的適用條件和物理含義；（4）平面進(jìn)行波的色散關(guān)系式co2=gkthkh或c = J尹th的物理含義以及其中灼、k、k、C的含義;（5） 橢球形航行體在海面以下 H深度水平等速直線運(yùn)動(dòng)，若在水 池中進(jìn)行縮尺模型阻力試驗(yàn)，應(yīng)滿足的相似準(zhǔn)數(shù)有那些，并說(shuō)明每個(gè) 相似準(zhǔn)數(shù)的物理含義。二、（共20分，每小題2分）判別下列說(shuō)法是否正

32、確，正確者劃“” 不正確劃“ ”（1）兩個(gè)形狀不同的物體在同一種流體中運(yùn)動(dòng)時(shí)，阻力系數(shù)大的阻 力一定大。（2）附加質(zhì)量概念僅存在于物體在流體中做非定常運(yùn)動(dòng)。（3）任意形狀物體在理想流體中做等速直線航行時(shí)，沿流動(dòng)方向的合（阻）力均為零，但是升力不一定等于零。（4） Euler運(yùn)動(dòng)微分方程 屯二不適用于可壓縮流體。dtP（5）流線形狀不隨時(shí)間而變的流動(dòng)一定是定常流動(dòng)。（6）波的傳播是能量的傳播，也是相位的傳播。（7）靜止流體中壓力是唯一的表面力。（8）流體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中本來(lái)是無(wú)旋運(yùn)動(dòng)就不可能變?yōu)樾郎u運(yùn)動(dòng)，或者相反，本來(lái)具有旋渦就不可能消失（9）湍流流動(dòng)的雷諾應(yīng)力是由于流體分子的脈動(dòng)性產(chǎn)生的。（10）

33、沿圓周軌跡線運(yùn)動(dòng)的流體運(yùn)動(dòng)一定是有旋的。三、（20分）設(shè)（1,1）點(diǎn)有一強(qiáng)度為2二的平面點(diǎn)源，y=0有一平板， 流體理想不可壓縮，設(shè)無(wú)限遠(yuǎn)處的壓力以及平板下方的壓力均為po，不計(jì)質(zhì)量力。 試求流體作用在z方向單位寬度平板上的總作用力 P 的大小和方向(注:2卩u_u1直八齊 du2arctanu C)(1 u2)22(1 u2)2四、（20分）一輸水管系統(tǒng)水平出口沖擊垂直無(wú)限大平板，如圖所示。已知管路長(zhǎng)200m直徑為80mm流量為100L/S，水源為5m深井， 沿管路有一水泵，兩個(gè)閥門（仃-0.08），進(jìn)口有一個(gè)濾水網(wǎng)（叮-5.2）， 有兩個(gè)900彎頭（J0.48），流體的運(yùn)動(dòng)粘性系數(shù)為V =

34、1.3mm2/s，管 流摩擦阻力系數(shù) =0-033。假設(shè)平板背流面壓力均為p。試求：（1） 保證管內(nèi)流量所需水泵壓頭；（2）平板受到的總作用力P的大小和方 向。五、（15分）如圖所示，上下平板靜止且均為無(wú)窮大，兩平板間距為 2h，流體在其間流過(guò)。已知流體不可壓縮，流動(dòng)定常層流，若不計(jì)質(zhì) 量力。試求平板內(nèi)流體的速度分布。水泵六、（10分）一浮標(biāo)在無(wú)限水深的涌浪中每分鐘上下擺動(dòng)10次，擺 幅為2米，試求涌波的波長(zhǎng)，波形傳播速度及處于波峰位置流體質(zhì)點(diǎn) 的速度。點(diǎn)源（i,i）、簡(jiǎn)要回答下列問(wèn)題（共 15分，每小題3 分）【分析】考察學(xué)生對(duì)基本概念的掌握程度【標(biāo)準(zhǔn)答案和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)】答:1 流體由連續(xù)分布得流體質(zhì)點(diǎn)所組成。2 .平動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)和變形運(yùn)動(dòng)3 理想流體；表示理想流體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的慣性力、質(zhì)量力以及表面力的合力平衡。4 波速（頻）與波長(zhǎng)（數(shù)）有關(guān)；-:波動(dòng)的圓頻率k : 2二長(zhǎng)度內(nèi)波數(shù)目:相鄰波峰（谷）之間距c :波的傳播（相）速度H5.由D二D（U,L,H,匚，g），得CD =CD（ ,R, Fr，故相似準(zhǔn)數(shù)為括弧內(nèi)三項(xiàng)。H/L:對(duì)應(yīng)深度