2007-2008年--中国石油大学(北京)--工程流体力学--期末试卷c含详细答案

《2007-2008年--中国石油大学(北京)--工程流体力学--期末试卷c含详细答案》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、中国石油大学（北京）2007—2008学年第一学期《流体力学》期末考试试卷标准答案C（闭卷考试）一判断下列各项叙述，并在正确的叙述后标“，在错误的叙述后标“x”。（10分）—3vv♦3v—1速度场的旋度可由下式计算rotv=（——^）z+（寸一寸）丿+（十一—^）k。dydzdzoxoxdyV（2分）2.管路流动屮水头损失代表单位重量粘性流体在流动屮克服粘性力所做的功。V（2分）3流体被认为是在外力作用下能产生连续变形的各向同性的物质。V（2分）4.量纲分析屮，无量纲雷诺数表示惯性力与粘性力的比值。V（2分）5若液体中曲血上的竖直方向静水压力分量方向向上指向曲血，

2、则该曲面对应的压力体是正压力体。X（2分）二请从下列各题后四个选项屮找出一个最佳选项。（10分）1对于不可压缩的牛顿流体，其应力表达式或牛顿木构关系为_Co（2分）AT=Adivv1+2//SBT二一PI+/ldivv1+2//SCT二一PI+2“SDT二一PI+2divvl2在非牛顿流体的流变方程中不含有屈服应力的模型是—Bo（2分）A宾汉模型B幕律模型C卡森模型D赫谢尔一巴克利模型3下列因素中，不会改变局部水头损失的是Do（2分）A增大流量B变换管口形状C接入弯管D减小管长4理想流体是--种通过简化得到的流体模型，在理想流体中不存在—Do（2分）A体积力B惯性

3、力C压力D粘性力5圆管中水击压力的大小与下列因素无关的是_Ao（2分）A压力波频率B流体运动速度C流体的密度D压力波传播速度三、简答题（共4题，每题5分）1.静力学适用条件，以及静力学微分平衡方稈？答：静力学适用条件：流体处于相对静止或相对平衡状态。静力学微分平衡方程：X—丄叟=0；丫一丄叟=0；Z—丄叟=0pdxpdypdz平衡条件2分，微分方程3分1.理想流体与粘性流体的含义以及区别答：理想流体是一种理想化的模型。指不可压缩的、没有粘滞性的流体。•粘性流体是指在流动中表现出粘性的流体。粘性流体亦指实际流体。理想流体含义2分，粘性流体含义3分2.简述湍流流动的定

4、义、特点、分类、研究方法答：定义：指宏观上流体微团做不规则随机脉动的流体运动。分类：壁面湍流和自由湍流；各向同性湍流和剪切湍流；拟湍流和真湍流。特点：流体微团运动的随机性，各局部流动量的瞬时值可表示为某平均值与一个在时间与空间上都做急剧随机变化的脉动值Z和，其脉动部分的平均值等于零。研究方法：统计力学和统计平均方法。采用雷诺平均的办法构造雷诺应力方程定义1分，分类1分，特点1分，研究方法2分3.欧拉法拉拉格朗日法的概念以及区别和联系拉格朗口法是以研究单个流体质点运动过程作为基础，综合所有质点的运动，构成整个流体的运动。英追踪流体质点的运动。欧拉法是以流体质点流经流

5、场中各空间点的运动即以流场作为描述对象研究流动的方法。其是以充满运动液体质点的空间一流场为对象。朗格朗日方法2分，欧拉方法3分四、计算题（共3题，每题20分）1.验证下列速度场是否有旋：（l）q=-（2小+兀），vy=y2+y-x2；（2）=cy,q=q二0；(3)q-c,vy=v7=0；(4)q=-cy.vy二ex,v7=0o,dvaxdyrotv-(—、dydzdzdx⑴无旋（2）有旋（3）无旋（4）有旋4个问，每个问5分2.两股不同流速、密度均为p且压力相同的不可压缩流体流入一段水平圆管，混合后速度、压力均匀分布，如下图所示。一股流速为V、面积为另一股流速为

6、2U、而积为22若不计摩擦，流动定常且绝热。试证明单位时间内机械能损失为色网y—16”AA［解］由质量守恒知：管道进出口流量相等：工知V-^2V-=Voll(A3得到111口流速：匕⑷=—w2在进出口截而上应用动量定理，解出进出口圧力差值P詁-%A*负-加

7、+p(2V)2扣一訥2A单位时间内机械能损失为进出口两截面总能量差值=(^+—)/7V-+(-^+^)/?^V--(-^+-x-V2)p—Ap22p22p242=—pAV316控制体、质量方程、动量方程、能量方程各5分，每个问计算错误扣1・2分1.不可压缩粘性流体在两块无限大平行板间由上向下作定常层流流动，如图

8、所示，上下平板均固定不动，试求：Wv=v(y)的速度分布；(2)单位宽度上的流量；⑶上板的切应力。［解］由N-S方程：(X方向)0二-丄单+了等即:paxd)厂32v_1dp_1dp——■Sy2pydx〃dx积分得：v=-ay2^-cxy+c21dpv二0;又由条件：y二0,v二0;y二b,得：G=—ab；c9=012「故：v{y}-~^ay2~~a^y单位宽度流量:厂1,1)1?(3—ay2——ahydy=—ah2h——a(2•2丿广6Ic上板的切应力：r=A—=一丄”ab=丄叟b方向向左。dy22ux第一个问10分，第2、3个问，每个5分，计算错每个问口1・2

9、分