流体力学题及答案

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1、一、选择题(略)二、  判断题(略)三、  简答题1.等压面是水平面的条件是什么?:①连续介质 ② 同一介质 ③ 单一重力作用下.2.同一容器中装两种液体,且,在容器侧壁装了两根测压管。试问:图中所标明的测压管中液面位置对吗?为什么?              解:不对,(右测压管液面要低一些,从点压强的大小分析)413.图中三种不同情况,试问:A-A、B-B、C-C、D-D中哪个是等压面?哪个不是等压面?为什么?          :(a)A-A是 (b)B-B不是 (c)C-C不是,D-D是。四、作图题(略) 五、计算题(解题思路与答案)1.    

2、  已知某点绝对压强为80kN/m2,当地大气压强pa=98kN/m2。试将该点绝对压强、相对压强和真空压强用水柱及水银柱表示。解:用水柱高表示(1)该点绝对压强:8.16mH2o     (2)该点相对压强:-1.84mH2o(3)该点真空压强:1.84mH2o    用水银柱高表示(1)该点绝对压强:599.1mmHg41     (2)该点相对压强:-135.4mmHg     (3)该点真空压强:135.4mmHg 2.一封闭水箱自由表面上气体压强p0=25kN/m2,h1=5m,h2=2m。求A、B两点的静水压强。        解:由压强基本

3、公式求解  =7.551mH2o   (74kN/m2)  =4.551mH2o   (44.6kN/m2)3如图所示为一复式水银测压计,已知,,,,(改为3.5m)。试求水箱液面上的绝对压强=? 41 解:①找已知点压强(复式水银测压计管右上端)②找出等压面 ③计算点压强,逐步推求水箱液面上的压强. : =273.04kN/m2 4某压差计如图所示,已知HA=HB=1m,ΔH=0.5m。求:。        解:①找出等压面②求出相对的点压强③列平衡方程式求AB点的压强差.④空气的不计.   =47kN/m2     (4.8mH2o)5.水闸两侧都受

4、水的作用,左侧水深3m、右侧水深2m。试求作用在单位宽度闸门上静水总压力的大小及作用点位置(用图解法和解析法分别求解)。 41     解:①画出相对压强分布图,②计算各侧静水压力,③求静水总压力的大小   ④列力矩平衡方程求静水总压力的作用点位置。   P=24.5 1.267m(作用点到底部的距离)6.一弧形闸门AB,宽b=4m,圆心角θ=45°,半径r=2m,闸门转轴恰与水面齐平。求作用于闸门的静水压力及作用点(改为:作用力的方向)。       解:①画出压力体图,②计算水平方向分力、铅垂方向分力,③求出合力及作用力的方向41    92.59 

5、                                                                1. 述流体运动的两种方法是什么?简述其内容。答:(略)2.流体微团体运动分为哪几种形式?    答:①平移②线变形③角变形④旋转变形。3.写出恒定平面势流中流函数、势函数与流速的关系。 (改为:写出恒定平面势流中流函数具有的性质,流函数与流速势的关系。)答:流函数具有的性质①    流函数相等的点组成的线即流线,或曰,同一流线上个点的流函数为常数。②    两流线间的函数值之差为为单宽流量。③    平面势流的流函数为一个调和

6、函数。答:流函数与流速势的关系①    流函数与势函数为调和函数。②    等势线与等流函数线正交。4.什么是过流断面和断面平均流速?为什么要引入断面平均流速?答:与流线正交的断面叫过流断面。 过流断面上点流速的平均值为断面平均流速。引入断面平均流速的概念是为了在工程应用中简化计算。415.如图所示,水流通过由两段等截面及一段变截面组成的管道,试问:(1)当阀门开度一定,上游水位保持不变,各段管中,是恒定流还是非恒定流?是均匀流还是非均匀流?(2)当阀门开度一定,上游水位随时间下降,这时管中是恒定流还是非恒定流?(3)恒定流情况下,当判别第II段管中是渐

7、变流还是急变流时,与该段管长有无关系?          答:(1)是恒定流。Ⅰ、Ⅲ是均匀流,Ⅱ是非均匀流。 (2)管中为非恒定流。 (3)有。管段相当长为渐变流,管段较短为急变流。41四、计算题(解题思路)1. 恒定二维流动的速度场为,其中秒-1。(1)论证流线方程为;(2)绘出C=0、1及4m2的流线;(3)求出质点加速度的表达式。 解:(1)流线方程为: 代入数值推导  (2)(略) (3)由:代入数值求解。        代入数值求解。答案:     2试检验下述不可压缩流体的运动是否存在?(1)(2)  解:由连续性微分方程,=0流体的运动存在

8、,反之流体的运动不存在。      答案:(1)代入数值求解,流体的运动不存在。

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