山東理工大學(xué)流體力學(xué)考試樣題及答案

1、 山東理工大學(xué) 流體力學(xué)試卷紙（A ）卷 2008-09 學(xué)年 第 1 學(xué)期 班級： 姓名： 學(xué)號： 裝訂線.適用專業(yè)農(nóng)機(jī)06機(jī)設(shè)06考核性質(zhì)考試閉 卷命題教師夏連明考試時間100分鐘題號一二三四五六七八九十十一總分得分評閱人復(fù)核人 一、 填空題（30分，每空2分） 1.液體 與氣體屬于流體，它們靜止時不能承受切應(yīng) 力。 2.水的體積壓縮系數(shù)p=510-10m2/N,當(dāng)水所受壓強(qiáng)等溫增加2107pa時，其密度增加1% 3.研究流體運(yùn)動的兩種方法是 歐拉法 和 拉格朗日法 4.連續(xù)性方程的實(shí)質(zhì)是在運(yùn)動流體中運(yùn)用 質(zhì)量守恒 定律 5.在流體流動中，流場中各空間點(diǎn)的參數(shù)不隨時間變化，僅隨空間位置而變

2、，這種流動稱為 定常 流動。 6管中湍流的切應(yīng)力分為 脈動切應(yīng)力 和 粘性切應(yīng)力 。 7.在設(shè)計(jì)管中流動模型時常用的是 雷諾 模型法。 8.研究湍流現(xiàn)象采用的方法是 統(tǒng)計(jì) 時均 法。 9.當(dāng)圓管中流體作層流時，動能修正系數(shù)為 2 ，動量修正系數(shù)為 4/3 。 10.重力場中連續(xù)，均勻、不可壓縮流體的靜壓強(qiáng)基本公式是 z+p/g=c 。 11.二元不可壓縮流場中，Vx=5x3,Vy=15x2y,當(dāng)x=1m,y=2m點(diǎn)處的速度是 30.41m/s ，加速度是 167.7m/s2 。二判斷并改正錯誤（10分，每題2分） 1管路計(jì)算中長管指的是長度很長的管。（）長管指的是管中局部阻力可以忽略的管，與長

3、度無關(guān) 2.當(dāng)Re>2320時，管中流動只有湍流。（）Re>2320時，管中流動可能有湍流 3.平衡流體指的是所受合力為零的流體.（）平衡流體是指與容器或地球無相對運(yùn)動的流體 4.歐拉模型法用于自動模型區(qū)中的管中流動、風(fēng)洞試驗(yàn)以及氣體繞流等情況。（） 5.在流場中奇點(diǎn)是實(shí)際存在的點(diǎn).（）奇點(diǎn)在流場中不是實(shí)際存在的，只是理想模型。三簡答題（30分，前四體每題5分，第五題10分） 1.流線的定義及特點(diǎn)？流線是流場中的瞬時光滑曲線，曲線上各點(diǎn)的切線方向與該點(diǎn)的瞬時速度方向一致。（3分）流線的特點(diǎn)：（1） 定常流動中流線形狀不隨時間變化，而且流體質(zhì)點(diǎn)的軌跡與流線重合（4分）（2） 實(shí)際流場

4、中除駐點(diǎn)和奇點(diǎn)外，流線不能相交，不能突然轉(zhuǎn)折(5分) 2.寫出動量方程式并對其中每項(xiàng)的意義作出說明？（2分）左邊表示作用在控制體中作用力包括控制體外部流體對控制體內(nèi)部的作用力，也包括控制體內(nèi)流體的質(zhì)量力等(3分)右邊第一項(xiàng)表示控制體內(nèi)流體動量對時間的變化率。（4分）第二項(xiàng)表示控制體流出、流入凈動量，即流出、流入動量之差，流出動量與流入動量不等而產(chǎn)生的力。（5分） 3.寫出尼古拉茲曲線的5個區(qū)域及雷諾數(shù)的范圍？層流區(qū)：Re<2320;(1分) 臨界區(qū)2320<Re<4000 （2分）光滑管湍流區(qū) 4000<Re<（3分） 過渡區(qū) （4分）粗糙管湍流區(qū)：Re>（

5、5分） 共 3 頁 第 1 頁山東理工大學(xué) 流體力學(xué) 試卷紙（A ）卷 2008-09 學(xué)年 第 1 學(xué)期 班級： 姓名： 學(xué)號： 裝訂線. 4.水力光滑管和水力粗糙管是如何區(qū)分的？湍流分為三個區(qū)域：粘性底層、過渡區(qū)和湍流核心區(qū)（1分）當(dāng)絕對粗糙度<粘性底層厚度時，為水利光滑管（3分）當(dāng)絕對粗糙度>粘性底層厚度時，為水利粗糙管（5分） 5.寫出歐拉平衡方程式的推導(dǎo)過程？在平衡流體中任取一個微元六面體ABCDE，設(shè)ABdx, AC=dy, AD=dz均為無窮小量，A點(diǎn)密度為r，壓強(qiáng)為p。(1分)質(zhì)量力：（3分）表面力： (6分)因?yàn)榱黧w保持平衡，它在任何方向的合力均為零，故其平衡的條

6、件為： （8分）（10分） 四、證明、計(jì)算題（30分，每題10分）1. 流體在長為l的水平放置的等直徑圓筒中做定常流動，若已知沿程損失系數(shù)為,管壁切應(yīng)力為，截面平均流速為v,流體密度為，證明：=v2/8證明：設(shè)管道前后的壓力差為p，則沿程的水頭損失為hf=p/g(2分)又因?yàn)椋?分）（10分） 共 3 頁 第 2 頁山東理工大學(xué) 流體力學(xué)試卷紙（A ）卷 2008-09 學(xué)年 第 1 學(xué)期 班級： 姓名： 學(xué)號： 裝訂線.2.皮托靜壓管與汞差壓計(jì)相連，借以測定水管中的最大軸向速度vmax,已知h=400mm,d=200m,vmax=1.2v ,試求管中的流量 3.水平放置的變徑彎管中，水流流量

7、為Q=100l/s，直徑d1=300mm,d2=200mm,進(jìn)口斷面壓強(qiáng)p1=17.6N/cm2,轉(zhuǎn)角=60°。求水流對彎管的作用力。 共 3 頁 第 3 頁 山東理工大學(xué) 流體力學(xué)答案及評分標(biāo)準(zhǔn)（B ）卷 2008-09 學(xué)年 第 1 學(xué)期 班級： 姓名： 學(xué)號： 裝訂線.適用專業(yè)農(nóng)機(jī)06機(jī)設(shè)06考核性質(zhì)考試閉 卷命題教師夏連明考試時間100分鐘題號一二三四五六七八九十十一總分得分評閱人復(fù)核人 一、 填空題（30分，每空2分，與答案不同的不得分）1.流體運(yùn)動時內(nèi)部產(chǎn)生切應(yīng)力的這種性質(zhì)叫做流體的 粘性 2研究流體運(yùn)動的兩種方法是 拉格朗日法 和 歐拉法 3.如果流場中的速度、壓強(qiáng)等物

8、理量均與空間坐標(biāo)無關(guān)，這種場稱為 均勻場 4.理想流體的伯努利方程式為 5.在設(shè)計(jì)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)，氣體繞流實(shí)驗(yàn)時采用 歐拉 模型法6.假如正三角形管道的邊長為a,則其水力直徑為 7.尼古拉茲曲線曲線分為層流區(qū)、 臨界區(qū) 、 光滑管湍流區(qū) 過渡區(qū)和 粗糙管湍流區(qū) 8.已知海水相對密度為1.025，patm=101300Pa，則在海水深度為100米處的計(jì)示壓強(qiáng)和絕對壓強(qiáng)分別為 1005500 Pa和 1106800 Pa.9.流體的力學(xué)相似包括 幾何相似 、運(yùn)動相似 和動力相似二判斷并改正錯誤（10分，每題2分，判斷正確得1分，改正得1分，正確的命題判斷正確為2分） 1流體流體質(zhì)點(diǎn)是宏觀尺寸非常小而微觀

9、尺寸足夠大的物理實(shí)體。（T） 2.當(dāng)Re>2320時，管中流動層流和湍流都可能存在。（T） 3.流體的平衡指的是流體對地球沒相對運(yùn)動.（F） 流體平衡包括對地球沒有相對運(yùn)動和容器沒相對運(yùn)動 4.雷諾模型法用于水工結(jié)構(gòu)，明渠水流，波浪阻力以及扎空出流等情況。（F） 弗雷德模型法用于水工結(jié)構(gòu)，明渠水流，波浪阻力以及扎空出流等情況 5.在流場中流線是不能相交的.（F）流線中除了奇點(diǎn)和駐點(diǎn)外，流線不能相交。三簡答題（30分，共6題，每題5分） 1.寫出流體質(zhì)點(diǎn)和連續(xù)介質(zhì)的概念？所謂流體質(zhì)點(diǎn)就是流體中宏觀尺寸非常小而微觀尺寸又足夠大的任意一個物理實(shí)體。（2分）連續(xù)介質(zhì)是由無窮多個、無窮小的、緊密毗

10、鄰、連續(xù)不斷的流體質(zhì)點(diǎn)所組成的一種絕無間隙的介質(zhì)。（5分） 2.寫出連續(xù)性方程式以及其在定常流動和不可壓縮流體流動中的公式？（3分）其在定常流動下的公式為： （4分）在不可壓縮流體流動中為 （5分） 3.管路計(jì)算中的長管和短管是如何定義的？長管中水頭損失絕大多數(shù)為沿程損失，而局部損失相對可以忽略的。（2.5分）短管中水頭損失中沿程損失和局部損失各占一定比例。（5分） 共 3 頁 第 1 頁山東理工大學(xué) 流體力學(xué) 答案及評分標(biāo)準(zhǔn)（B）卷 2008-09 學(xué)年 第 1 學(xué)期 班級： 姓名： 學(xué)號： 裝訂線. 4.水力光滑管和水力粗糙管是如何區(qū)分的？湍流分為三個區(qū)域：粘性底層、過渡區(qū)和湍流核心區(qū)（1

11、分）當(dāng)絕對粗糙度<粘性底層厚度時，為水利光滑管（3分）當(dāng)絕對粗糙度>粘性底層厚度時，為水利粗糙管（5分） 5.寫出質(zhì)點(diǎn)導(dǎo)數(shù)的表達(dá)式并說明質(zhì)點(diǎn)導(dǎo)數(shù)包含哪兩部分？質(zhì)點(diǎn)導(dǎo)數(shù)表達(dá)式為; （3分）質(zhì)點(diǎn)導(dǎo)數(shù)包括兩部分即：本地導(dǎo)數(shù) （4分）遷移導(dǎo)數(shù)： （5分）6.何為等壓面？等壓面有哪些基本性質(zhì)？答：流體中壓強(qiáng)相等各點(diǎn)所組成的平面或曲面叫作等壓面。等壓面性質(zhì)如下：1） 等壓面也是等式面 2）等壓面與單位質(zhì)量力矢量垂直 3）兩種不相混合平衡液體交界面必然是等壓面 四、證明、計(jì)算題（30分，每題10分）1、 水射流直徑 d=5cm，速度=20m/s，平板法線與射流方向夾角為30度，在下列條件下：1）

12、平板固定不動，2）平板按圖示方向以8m/s移動。求作用在平板法線方向上的作用力（10分）。解：1.選取固結(jié)于平板上的流體為控制體，坐標(biāo)x方向和板平行，y方向和板垂直，（2分）應(yīng)用動量定理： （3分）1） 當(dāng)板固定不動時：（5分）2） 當(dāng)板運(yùn)動時，流量和速度都需要取相對值，（6分） （10分） 共 3 頁 第 2 頁山東理工大學(xué) 流體力學(xué)答案及評分標(biāo)準(zhǔn)（B ）卷 2008-09 學(xué)年 第 1 學(xué)期 班級： 姓名： 學(xué)號： 裝訂線.2.用皮托靜壓管測氣體管道軸心速度Vmax, 皮托管與傾斜灑精差壓計(jì)相聯(lián)，如圖所示。已知d=200mm, sin=0.2, l=75mm,氣體密度為1.66kg/m3, 灑精密