同濟(jì)大學(xué)-流體力學(xué)考試題2008-2009(A)標(biāo)準(zhǔn)答案

1、 三）計(jì)算題、：（55分）1、已知速度場u1、已知速度場u=xy2w二xy。試確定：答:屬三維流場答:屬三維流場S=y2I=-y2等=01)屬幾維流場；2)是否是不可壓縮流動；3)點(diǎn)（1,2,3）處的加速度。（10分）（2）不可壓縮流動TOC o 1-5 h zdudvdw（2）不可壓縮流動+=y2一y2+0=0dxdydz(3)點(diǎn)(1,2,3)處的加速度。dududu/1、16a=u+v+w=xy2y2+(-y3)(2xy)=-xdxdydz33dvdvdv132a=u+v+w=xy2(0)+(-y3)(-y2)=-ydxdydz33dwdwdw18=16a=u+v+w-=xy2y+(-y3

2、)x=8-zdxdydz33=TTOC o 1-5 h z2、圖示空氣噴管吸水裝置。截面A=15mm2,A2=60mm2,h=0.9m，空氣的密度為P=1.25kg/m3，水的密度p=1000kg/m3。為使容器中的水被吸入噴管內(nèi)，試求噴管內(nèi)最小空氣流量Q。（15分）|2p,gh/1-ra丫=,|14112=1232m/s七1丄厶.厶/sYp/lA2丿0.93V=1171T7答：1)p171T7答：1)p+pV2=p+pV2121a22ra丫1lA丿、2y2)1pV121-3)p=p+Pgha14)-pV21-21ra丫1lA丿2y二PghVA=VA1122V2二2巳ghX0.931PQ二VA

3、二123.2x15x10-6二0.00184m3/s113、低速管路層流流動中，流量Q是管路直徑d、流體粘度卩以及沿單位長度管路上的壓降dp的函數(shù),即Q=ffd,卩，色丿。請利用沢定理，求出函數(shù)f的簡單表達(dá)式。l的壓降dp的函數(shù),15分)答：Q=kQ=k4、試根據(jù)模型潛艇在風(fēng)洞中的試驗(yàn)來推算實(shí)際潛艇航行時(shí)的有關(guān)數(shù)據(jù)。設(shè)模型與實(shí)艇的比例為1/10，風(fēng)洞內(nèi)的壓強(qiáng)為20個(gè)大氣壓。當(dāng)風(fēng)洞的風(fēng)速為12m/s時(shí)，測得的模型阻力為20N。試求：1）對應(yīng)這一狀態(tài)的實(shí)艇航速為多少？2）在這一航速下推進(jìn)實(shí)艇所需要的功率已知：v=1.52x10-5m2/s，空氣1)常溫常壓下已知：v=1.52x10-5m2/s，空氣水p=1.226kg/m32）不同壓強(qiáng)下空氣密度比為巳=20（15分）p由于Z=斗=匕=20vHp21P2v1.52X10-5故v=-氣=220200.76x10-6m2/svv0.76X10-6加壓后空氣=-=0.663加壓后vv1.146x10-6水水1）求對應(yīng)狀態(tài)的實(shí)艇航速潛艇試驗(yàn)區(qū)雷諾數(shù)相等vlvllv11PP=m-mv=v-m-水=12xx=1.81m/svvpmlv100.663水2P2實(shí)際潛艇的航速為L81m/s2）求在航速下推進(jìn)實(shí)艇所需的功率動力相似時(shí)，實(shí)艇與模型艇的阻力系數(shù)相等-ppF=FpppF=FppmmPlv丿m2A=120 xm