2000-2001年--中国石油大学(北京)--工程流体力学--期末试卷含详细答案.doc

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1、中国石油大学（北京）2001—2002学年第一学期《工程流体力学》期末考试试卷A（闭卷考试）班级：姓名：学号：分数：题号一二三四　总分得分(试题和试卷一同交回)一、简答题(20分，每题4分)①流体力学中连续性假说②流体静压力的两个重要特性③研究流体运动的两种方法及其区别④系统、控制体及其区别⑤流线、迹线二、计算题1、如图所示，一铅直矩形闸门两测均受到静水压力的作用，已知h1＝4.5m，h2＝2.5m，闸门宽度1m，求作用在闸门上的静水总压力大小及作用点。(10分)h1h22、已知：，，。求：1）流体的速度场；

2、2）t=0，通过(1，1，1)的流线；3）t=0，通过(1，1，1)的迹线。（15分）1、密度为的三股不同速度的不可压缩流体通过一段水平圆管混合后，速度、压力都均匀，如图所示。若三股速度流面积均为A/3，速度分别为u、2u、3u，不计摩擦，求单位时间内动能损失。（15分）P2P13u2uu2、充分发展的粘性流体层流，沿平板下流时，厚度b为常数，且＝0，重力加速度为g，求其流速分布关系式。（15分）xybg3、等强度的源汇与均流叠加，求叠加后的势函数、流函数，画出流线谱及驻点位置。（15分）4、如图所示管路系统

3、，管道均为铸铁管，沿程摩阻系数λ＝0.024，各管段长度、管径如图所示。（a）若管道总流量为0.56m3/s，求A到D点总能量损失；（b）如果用一根管道代替并联的三根管道，若保证流量及总能量损失不变，求管道3的管径。（10分）21066m250mmABCD3762m200mm914m500mm14914m300mm22800m500mm5A卷答案一、简答题1、在流体力学上假定流体质点在微观上充分大，宏观上又充分小，它完全充满所占空间，没有空隙存在。这种假定摆脱了复杂的分子运动，着眼宏观运动。2、一、静压力方向

4、永远沿着作用面内法线方向。二、静止流体中任何一点上各个方向的静压力大小相等，与作用面方位无关。3、研究流体运动的方法主要有两种：一、拉格郎日法：把流体质点作为研究对象，跟踪一个质点，描述它运动的历史过程，并把足够多的质点运动情况综合起来，可以了解整个流体的运动。二、欧拉法主要研究流场中的空间点，观察质点流经每个空间上运动要素随时间变化的规律，把足够多的空间点综合起来得出整个流体运动的规律。4、系统是一团流体质点的集合，它始终包含着相同的流体质点，而且具有确定的质量。控制体是指流场中某一确定的空间区域，这个区域

5、的周界称为控制面。控制体的形状和位置相对于所选定的坐标系统是固定不变的，它所包含的流体的量可能时刻改变。5、把某一质点在连续时间过程内所占据的空间位置量成线，就是迹线，迹线就是流体质点在一段时间内运动的轨迹线。一般用拉格郎日发法研究。流线是某一瞬时在流场中绘出的曲线，在这条曲线上所有质点的速度矢量都和该曲线相切，一般用欧拉法研究。二、计算题1、解：分左右两部分计算左部分：水平分力：＝9800×3×（6×1）=牛顿垂直分力：=9800×1×（0.5×3.14×36÷4）=牛顿合力=牛顿右部分：水平分力：＝980

6、0×1.5×3×1=44100牛顿垂直分力：=69237牛顿合力：=82089牛顿总水平分力：=－44100=牛顿总垂直分力：=+69237=牛顿合力：=牛顿2、解：（1）（2）当t=0时，所以：，，（3）流线：，迹线：，，3、解：质量守恒：动量守恒：＝＝＋=4、解：根据N-S方程积分：根据边界条件：，，，，代入，得5、解：势函数：流函数：驻点坐标：，6、解：根据并联、串联管路的特点，得：把数据代入，得：升/秒升/秒＝6.0米