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1、 2009 年 秋季学期 工 程 流 体 力 学 试 题（A 卷）题号 一 二 三 四 五 六 总分 分数 第 1 页（共 9 页）班号 学号 姓名 一、解释下列概念：（20分）1.连续性介质模型、粘性、表面力、质量力 2.等压面、压力体、流线、迹线 简述“流体”的定义及特点。3.恒定流动、非恒定流动、牛顿流体、正压流体 简述 Euler“连续介质模型”的内容及引入的意义。4.动能修正因数、动量修正因数、水力半径、当量直径 简述“压力体”的概念及应用意义。5.有旋运动、无旋运动、缓变流动、急变流动.简述研究“理想流体动力学”的意义。试 题：工程流体力学 班号：姓名：第 2 页（共 9 页）二.
2、简答题（10 分）1.流体粘性产生的原因是什么？影响流体粘性的因素有哪些？2.粘性的表示方法有几种？影响流体粘性的因素有哪些？3.举例说明等压面在静力学计算中的应用 4.举例说明压力体在静力学计算中的应用 说明静止流体对曲面壁总作用力的计算方法 三推导题（30 分）1 试推导:流体在直角坐标系中非恒定可压缩流体连续性微分方程式为：2试推导粘性流体应力形式的运动微分方程 2试从粘性流体应力形式出发推导粘性流体的运动微分方程（N-S方程）4.由恒定流动、不可压缩流体流体微小流束的伯努利方程出发，推求粘性流体总流的伯努利方程，并指出其使用条件。5.推求粘性不可压缩流体作恒定流动时的动量方程式 试证明
3、在不可压缩流体的缓变过流断面上有:z+p/g=c 1.试证明：粘性流体的动压强为 四、已知某流速场速度分布为,xyzvyzt vxzt vxy 10dVdtuvg13xxyyzzp 型的内容及引入的意义动能修正因数动量修正因数水力半径当量直径简述压力体的概念及应用意义有旋运动无旋运动的原因是什么影响流体粘性的因素有哪些粘性的表示方法有几种影响流体粘性的因素有哪些举例说明等压面在静力学导流体在直角坐标系中非恒定可压缩流体连续性微分方程式为试推导粘性流体应力形式的运动微分方程试从粘性流体试 题：工程流体力学 班号：姓名：第 3 页（共 9 页）试求：在 t=2 时空间点（1，2，3）处流体的加速度
4、。（7 分）3.设有二元流动，其速度分布为:Vx=x2y+y2;Vy=x2 xy2;vz=0 试求：1）加速度;2）.角变形速度;3）.旋转角速度。四、设某不可压缩流体作二元流动时的速度分布为 其中，为常数。试求加速度（分）三、图示一贮水设备，在 C 点测得绝对压强 p=29430 Pa，h=2 m，R=1 m.。求半球曲面 AB 所受到液体的作用力。（球体积公式 343VR球：）（15 分）h/2 h R P 2222,22xymxmyvvxyxy型的内容及引入的意义动能修正因数动量修正因数水力半径当量直径简述压力体的概念及应用意义有旋运动无旋运动的原因是什么影响流体粘性的因素有哪些粘性的表
5、示方法有几种影响流体粘性的因素有哪些举例说明等压面在静力学导流体在直角坐标系中非恒定可压缩流体连续性微分方程式为试推导粘性流体应力形式的运动微分方程试从粘性流体试 题：工程流体力学 班号：姓名：第 4 页（共 9 页）二 图示一高为h的等边三角形平面，垂直放置，试求将其总作用力分成两相等部分的水平线xx 的位置h（10 分）三 一上端开口充满水的细管，长ml2.12，与铅锤轴成 30放置，令细管以srad/10绕铅锤轴旋转，求管底A点和中点B处的压强。（10 分）五 如图所示的曲管 AOB。OB 段长1l=0.3m，45AOB，AO 垂直放置，B 端封闭。管中盛水，其液面到 O 点的距离2l=
6、0.23m。此管绕 AO 轴旋转。问转速为多少时 B 点的压强将与 O 点相同？（15 分）型的内容及引入的意义动能修正因数动量修正因数水力半径当量直径简述压力体的概念及应用意义有旋运动无旋运动的原因是什么影响流体粘性的因素有哪些粘性的表示方法有几种影响流体粘性的因素有哪些举例说明等压面在静力学导流体在直角坐标系中非恒定可压缩流体连续性微分方程式为试推导粘性流体应力形式的运动微分方程试从粘性流体试 题：工程流体力学 班号：姓名：第 5 页（共 9 页）三、有长为 1m 直径 D=0.6m 的圆柱体，在水池位置上恰好处于力平衡状态。不计任何摩擦力，试计算此圆柱体的重量及对右侧光滑侧壁的作用力。（
7、15 分）五、一水平放置的渐缩弯管如图所示，已知管内液流密度为，流量为vq。弯管进出口的内径分别为1d和2d，1d处的压强为1p，弯管弯角为 90，不计流动损失，求弯管所受液流的作用力。（15 分）D型的内容及引入的意义动能修正因数动量修正因数水力半径当量直径简述压力体的概念及应用意义有旋运动无旋运动的原因是什么影响流体粘性的因素有哪些粘性的表示方法有几种影响流体粘性的因素有哪些举例说明等压面在静力学导流体在直角坐标系中非恒定可压缩流体连续性微分方程式为试推导粘性流体应力形式的运动微分方程试从粘性流体试 题：工程流体力学 班号：姓名：第 6 页（共 9 页）六将一平板深入水的自由射流内，垂直于
8、射流的轴线。该平板截去射流流量的一部分1Vq，引起射流剩余部分偏转角度。已知射流流速smV/30，全部流量smqV/103633，截去流量smqV/101233。求偏角及平板受力F。（15 分）五如图，盛水容器以转速min/450rn 绕垂直轴旋转。容器尺寸mmD400，mmd200，mmh3502，水面高mmhh52021，活塞质量kgm50，不计活塞90vq1d2d1p型的内容及引入的意义动能修正因数动量修正因数水力半径当量直径简述压力体的概念及应用意义有旋运动无旋运动的原因是什么影响流体粘性的因素有哪些粘性的表示方法有几种影响流体粘性的因素有哪些举例说明等压面在静力学导流体在直角坐标系中
9、非恒定可压缩流体连续性微分方程式为试推导粘性流体应力形式的运动微分方程试从粘性流体试 题：工程流体力学 班号：姓名：第 7 页（共 9 页）与侧壁的摩擦，求螺栓组A、B所受的力。（15 分）四 一股水平方向上的射流冲击一斜置的光滑平板。已知射流来流速度为0V，流量为Vq，密度为，平板倾角为。不计重力及流动损失，求射流对平板的作用力及分流流量1Vq，2Vq。（10 分）取控制体如图所示，设平板对液流的作用力为SF，因忽略流动损失，即液流与平板间的摩擦力略去不计，则SF必垂直于板面。又由于不计重力和流动损失，由液流的能量关系式可知021VVV。列平板法线方向上的动量方程可得 sin)sin(000
10、VqVqFFVVSn 平板受液流作用力SF垂直指向平板，其大小为 sin0VqFVS 沿平板方向列动量方程，可得 0cos01212VqVqVqVVV 由021VVV得 0cos12VVVqqq 又 型的内容及引入的意义动能修正因数动量修正因数水力半径当量直径简述压力体的概念及应用意义有旋运动无旋运动的原因是什么影响流体粘性的因素有哪些粘性的表示方法有几种影响流体粘性的因素有哪些举例说明等压面在静力学导流体在直角坐标系中非恒定可压缩流体连续性微分方程式为试推导粘性流体应力形式的运动微分方程试从粘性流体试 题：工程流体力学 班号：姓名：第 8 页（共 9 页）VVVqqq12 联立上两式得 2/
11、)cos1(1VVqq，2/)cos1(2VVqq 型的内容及引入的意义动能修正因数动量修正因数水力半径当量直径简述压力体的概念及应用意义有旋运动无旋运动的原因是什么影响流体粘性的因素有哪些粘性的表示方法有几种影响流体粘性的因素有哪些举例说明等压面在静力学导流体在直角坐标系中非恒定可压缩流体连续性微分方程式为试推导粘性流体应力形式的运动微分方程试从粘性流体试 题：工程流体力学 班号：姓名：第 9 页（共 9 页）型的内容及引入的意义动能修正因数动量修正因数水力半径当量直径简述压力体的概念及应用意义有旋运动无旋运动的原因是什么影响流体粘性的因素有哪些粘性的表示方法有几种影响流体粘性的因素有哪些举例说明等压面在静力学导流体在直角坐标系中非恒定可压缩流体连续性微分方程式为试推导粘性流体应力形式的运动微分方程试从粘性流体