流体力学试题答案及评分标准

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1、流体力学试卷一、名词解释（共10小题，每小题4分，共40分）1、流体力学2、连续介质基本假设3、理想流体4、牛顿内摩擦定律5、动量定律6、流线和迹线7、恒定流8、层流和紊流9、水击（锤）现象10、明渠底坡二、简答题（共5小题，每小题5分，共30分）1、简述毕托管测流速的原理2、雷诺数及其物理意义3、简述水在土壤中的状态Pv某矩形断面排水沟，采用浆砌块石衬砌，粗糙系数n=0.025,底宽1.5m,全长1000m,进出口底板高差为0.4m,计算水深为1.Om时输送的明渠均匀流流量。如图闭合并联管路,用旧铸铁管从A向B输水,己知dl=15

2、0mm,1尸800m;d2=150mm，l2=500m；d3=200mm,l3=1000mm;总流量Q=100L/s,求分支路上的流量Ql、Q2、Q3及AB间损失水头。4、试简述理想液体恒定元流的能量方程z+^+——=常数各项的物理意义Y2g5、简述曲面边界层的分离现象6、堰流的类型五、计算题（共3小题，每小题10分，共30分）1、闸门AB曲而为一圆柱形的四分之一，半径r=2.0m,爾直纸而的宽度b=l.0m,曲而左侧受到水压力。求作用在闸门AB曲而上的水平分力和铅直分力。-、名词解释（木大题共10小题，每小题4分，共40分）1、流

3、体力学：是力学的分支（1分），主要研究流体在各种力的作用下，流体木身的运动规律（1分），以及流体与固体壁面、流体与流体间由于存在相对运动时的相互作用（2分）。也即研宄流体的机械运动规律。2、连续介质基本假设：流体力学研究流体的宏观运动规律，对流体的宏观运动（1分），假设流体是由无数质点组成的、没有空隙的连续体（1分），并认为流体的各物理量的变化随时间和空间也是连续的（1分），可应用高等数学中的连续函数来表达流体中各种物理量随空间、时间的变化关系（1分）。3、理想流体：是流体力学中一个重要假设模型（或流体物理性质的简化）（1分），即流

4、体分子间不存在内聚力（3分）。4、牛顿内摩擦定律：流体的内摩擦力T（切向力）与流层间的接触面面积A和流层的速度梯度du/dy或变形率成正比（2分），即T=PAdu/dy,P称为流体动力粘性系数（2分）。5、动量定律作用于物体的外力ZF等于该物体在力作用方向上的动量变化率。6、迹线和流线：迹线：某一流体质点的运动轨迹，是运动的流体质点在不同时刻所占据的空间位置的连线（2分）。流线：是描述流场中各质点瞬态流动方向即速度方向的的曲线（2分）。7、恒定流：描述流体质点运动的所有参数仅仅是空间坐标（x、y、z）的函数，而与时间t无关。（或流场

5、屮任意空间位置上运动参数或物理量都不随时间而改变，即对时间的偏导数等于零。）8、层流和紊流：层流：流体质点无横向脉动，质点互不混杂，层次分明，稳定安详的流动状态（2分）。紊流：流体质点不仅在轴（纵）向而且在横向均有不规则脉动速度，流体质点杂乱交错的混沌流动状态（2分）。9、水击（锤）现象：在有压管道流中（1分），由于某种原因（如阀门突然启闭、换向阀突然变换工位等），使流体速度突然发生变化（动量发生变化）（1分），从而引起流体压强的突然变化、升压和降压交替进行的水力现象（1分），对于管壁和阀门的作用如锤击一样，也称为水锤（1分）。10

6、、明渠底坡：明渠渠底与水平线的夹角的正弦值，即流体质点的落差与相应渠长（质点路後）的比值，i=sin0=Az/l。（或单位渠长上的渠底高差。）11、流体质点：是研究流体宏观运动规律的最小基本单元，具有宏观足够小、微观足够大的性质。一方而，流体质点的尺度比起所研宄问题的宏观尺度足够的小，从宏观上可以认为是一个几何上没有体积的点；另一方面，从微观上看，该特征体积远远大于流体分子间的间距，可容纳足够多的流体分子，个别分子运动参数的变化不影响这群分子运动参数的平均值，而不表现其随机性。二、简答题（本大题共4小题，每小题5分，共20分）1、简

7、述毕托管测流量的原理（P39）2、雷诺数及其物理意义。答：雷诺数：与流动状态相关的流速U、管径d、动力粘度P和密度P可归结为一个无因数一一雷诺数一一作为判别流动状态的准则，Re=pud/u（2分）。层流受扰动后，当粘性的稳定作用起主导作用时，扰动就受到粘性的阻滞而衰减下来，层流就是稳定的；当扰动占上风，粘性的稳定作用无法使扰动衰减下来，于是流动便变为紊流。因此，流动呈现什么流态，取决于扰动的惯性作用和粘性的稳定作用相互斗争的结果。雷诺数之所以能判别流态，正是因为它反映了惯性力与粘性力的对比关系，惯性力[pMl]粘性力[Re]（2分）

8、。3、简述水在土壤屮的状态。水在土壤中的状态可分为气态水、附着水、薄膜水、毛细水和重力水等（1分）。气态水以水蒸气状态散逸于土壤孔隙中，数量极少，通常不需考虑（1分）：附着水和薄膜水也称结合水，数量很少，其中附着水以极薄的分子层吸附在