工程流体力学试题五.doc

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1、三、说明下列概念（共20分）1.流函数、速度势函数（6分）答：流函数概念的提出是仅对不可压缩流体的平面流动而言的。所谓平面流动是指流场中各点的流速都平行于某一固定平面，并且各物理量在此平面的垂直方向上没有变化。（1分）由不可压缩流体的平面流动的连续方程得：（2分）　平面流动的流线微分方程为：（2分）式(1)是式(2)成为某一函数的全微分的必要且充分的条件，即　于是很显然，在流线上dy=0或y=C。每条流线对一个常数值，所以称函数y为流函数。（1分）2连续介质模型（4分）答;连续介质假设将流体区域看成由流体质

2、点连续组成，占满空间而没有间隙，其物理特性和运动要素在空间是连续分布的（2分）。（从而使微观运动的不均匀性、离散性、无规律性与宏观运动的均匀性、连续性、规律性达到了和谐的统一（2分）。3．迹线和流线（2分）答：流线是同一时刻流场中连续各点的速度方向线。（1分）迹线就是流体质点运动的轨迹。（1分）流线两个特点：1）非定常流动时，流线的形状随时间改变；定常流动时，不随时间改变此时，流线与迹线重合（1分））。2）流线是一条光滑的曲线，流线之间不能相交，如果相交，交点速度比为零（1分）。4．激波（4分）答:普朗特激

3、波公式或（2分）意义:建立了正激波前后气流速度之间的关系，即正激波前后速度系数乘积是1。由于正激波来流速度为超声速，正激波后必为亚声速。（2分）5．恒定与非恒定流动（2分）流体运动的运动参数在每一时刻都不随时间发生变化，则这种流动为恒定流动；（1分）流体运动的参数在每一时刻都随时间发生变化，则这种流动为非恒定流动。（1分）四、已知圆管层流的速度分布为：试求：1．断面平均流速；2．沿程阻力系数λ（15分）解：轴上的最大流速:（2分）平均流速：（2分）设则：（2分）单位重量的压降：（5分）所以（1分）五、如图所

4、示为一变直径的管段AB。dA=0.2m，dB=0.4m，高度差Δh=1.0m。用压力表测得pA=60kPa、pB=40kPa，用流量计测得qV=0.2m3/s。试判断水在管段中的流动方向。（15分）解：a.取1-1、2-2断面间内的流体为控制体b.画控制体的受力图：p1A1、p2A2、F→Fx，Fy（1分）c.连续性方程：v1A1=v2A2v1A1=v2A2（3分）d.能量方程（z1=z2=0）：（4分）e.动量方程（4分）f.解出Fx、Fy合力：（2分）g.由牛顿第三定律，弯管受力F’与F大小相等，方向相

5、反（1分）六、1.如图所示，一直径d=3m的圆形闸门受到水的两面压力。左侧水深h1=6m，右侧水深h2=4m。求作用于阀门上的总压力的大小及压力中心（14分）4分4分6分