船舶流体力学试题.doc

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1、学院专业班级学号　　姓名密封线内不要答题　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　密封线内不要答题江苏科技大学苏州理工学院　2014　－　2015　学年第一学期《船舶流体力学》A卷题号一二三四五六总分得分一、填空题(把正确答案填在空格处)（每题2分，共20分）1.牛顿流体与非牛顿流体的区分标准为__是否满足牛顿内摩擦定律。2.等压面的数学表达式或3.用欧拉法研究流体的运动，B为流体的某物理量，称为当地导数，它反映流场的定常性性；称为迁移导数，它反映流场的均匀性性。4.在定常均匀流动中，流线和迹线重合。5.速度势函数存在与无旋流动中。

2、6.已知有旋流动的速度场为，则流体的旋转角速度等于7．已知粘性流体运动场中某一点处有：，则该点处的粘性流体压力为8.绕圆柱体无环量流动的速度势是等速直线流动与偶极叠加的速度势。9．粘性力相似的判别准则数是：雷诺数。10.水力粗糙管是指：粘性底层厚度小于管的绝对粗糙度。5二、根据要求回答下列各题（每题6分，共30分）1、流函数的性质。答：（1）流函数的等值线是流线；（2分）（2）两点流函数之差等于通过其连线的体积流量；（1分）（3）不可压平面无旋流动的流函数是调和函数；（1分）（4）流函数具有叠加性。（1分）2、速度场变形速率和平均旋

3、转角速度的表达式。答：速度变形速率：；；（2分）；；（2分）；；（2分）3、绝对压强、相对压强和真空度的定义以及他们之间的关系？答：为绝对压强，它的值大于或等于0，为真空。（2分）为相对压力。为表压力或测压计压力，即高出大气压的压力。（2分）称为真空度，表示低于大气压的压力值，就是真空。（2分）4、写出方程的表达式，并说明方程中各项物理意义答：（2分）（1）非定常引起的局部惯性力（2）非均匀引起的变位惯性（3）质量力（4）粘流压力合力（5）粘性切向应力（6）粘性附加法向应力55、理想流体的表面力有哪些，其特性？粘性流体的表面力有哪些

4、？答：理想流体的表面力：法向应力。（2分）特性：（1）压力是唯一的表面力，指向作用面的内法线方向；（1分）（2）压力的大小只是位置和时间的函数，与作用面的方位无关。（1分）粘性流体的表面力：、法向应力和切向应力。（2分）三、计算题（本大题共四小题，总计50分）1、（本小题10分）有闸门如图所示，其圆心角，转轴位于水面上。已知闸门宽度为，半径为，试求闸门上静水总压力的大小以及作用线的方向（方向向右）（3分）（方向向上）（4分）（3分）2、（本小题15分）已知平面不可压缩流体运动的速度场为：为数。（1）求流函数；（2）是否有旋流？若流动

5、无旋，求速度势；（3）求过（1，2）点的流线方程；（4）求单位时间内通过A（1，2）和B（2，5）两点连线的体积流量5解：（1），故存在流函数（2分）+c（2分）（2），故流动无旋（2分）+c（2分）（3），故过（1，2）点的流线方程为：（4分）（4）or（3分）3、（本小题10分）有一水平输油管道，已知管径，石油的密度，管中通过的石油流量为，输油管装设水银压差计，水银密度为，不计水头损失，试确定压差计中水银面的高度差。，（2分）（3分）（3分）（2分）4．（本小题15分）如图所示，将一光滑平板放置在自由射流中，与水流轴线垂直，平板

6、截走流量，其余部分偏转θ角。已知来流5，截走。求射流对平板的作用力以及偏转角θ角。（水流重力不计）解：建立坐标系，选取控制体（1分）设射流对平板的作用力分别为水平方向和垂直方向，（1分）由动量方程：（4分）由伯努利方程得：（4分）由连续性方程得（3分）（2分）5