中国矿业大学工程流体力学期末复习题二

工程流体力学复习题二

一、选择题

1、以下哪些概念属于欧拉法 。

A、流线 B、迹线 C、液体质点 D、液体微团 2、有一变直径管流，小管直径d1，大管直径d2=2d1，则两断面雷诺数的关系是 。

A、Re1?Re2 B、Re1?Re2 C、Re1?1.5Re2 D、Re1?2Re2 3、一维流动限于： 。

A、流线是直线；

B、速度分布按直线变化；

C、流动参数是一个空间坐标和时间变量的函数； D、流动参数不随时间变化的流动。 4、流体动力粘度的国际单位是 。

A、Pa·s B、m2/s C、N/s D、s/m2

5、用U形水银压差计测量水管内A、B两点的压强差，水银面高差hp=10cm,pA-pB为： 。

AB12hp

A、13.33kPa； B、12.35kPa； C、9.8kPa； D、6.4kPa。

6、伯努利方程中z?p???v22g表示( )。

A．单位重量流体具有的机械能； B．单位质量流体具有的机械能； C．单位体积流体具有的机械能； D．通过过流断面的流体所具有的总机械能。

7、对于理想流体的欧拉积分式与伯努力积分式的适用条件，其差别在于（ ）。

A．是否为不可压缩流体 B．是有旋流动还是无旋流动 C．是否在有势的质量力作用下 D．是否为定常流动

二、填空题

1、在作剪切运动时满足 的流体称为牛顿流体。

2、某时刻流场中的一条曲线，线上每一点切线方向与流体在该点的速度矢量方向一致，则该曲线称为 。

3、只要比较总流中两个渐变流断面上单位重量流体的 总机械能 大小，就能判别出流动方向。

4、渐变流流线的特征是 近似为平行直线 。 5、如图所示，用隔板将水流分成上、下两部分水体，已知小孔口直径d=20cm，上下游水位差H=2.5m，流量系数为0.6，则泄流量Q= 。

6、由相距2a的点源与点汇叠加后，令a趋近于零得到的流动称

为 。

三、计算题

1、 已知流场的速度为ux?1?At，uy?2x，试确定t=to时通过（xo,yo）点的流线方程。A为常数。

解：将ux?1?At，uy?2x带入流线微分方程

dxdy ?1?At2xdxdy?得 uxuy积分上式得x2?(1?At)y?c

t=to时通过（xo,yo）点，得c?x02?(1?At0)y0 于是流线方程为x2?(1?At)y?x02?(1?At0)y0

2、已知速度场ux=2t+2x+2y，uy=t-y+z，uz=t+x-z。 试求点（2，2，1）在t=3时的加速度。 解： ax??du?u?udx?udy?udzx?x?x?x?xdt?t?xdt?ydt? zdt?ux?u?u?u?uxx?uyx?uzx ?t?x?y?z?2??2t?2x?2y??2??t?y?z??2?0

?2?6t?4x?2y?2z

?2?3t?2x?y?z?1?

ay??uy?t?ux?uy?x?uy?uy?y?uz?uy?z

?1?0??t?y?z???t?x?z??1

?1?x?y?2z

az??uz?u?u?u?uxz?uyz?uzz ?t?x?y?z?1??2t?2x?2y??0??t?x?z?

?1?t?x?2y?z

ax?3,2,2,1??2??3?3?2?2?2?1?1??34（m/s） ay?3,2,2,1??1?2?2?2?3（m/s） az?3,2,2,1??1?3?2?4?1?11（m/s）

22a?ax?ay?az2?342?32?112?35.86（m/s）

2

2

2

2

3、挡水建筑物一侧挡水，该建筑物为二向曲面（柱面），z=?x2，?为常数，试求单位宽度曲面上静水总压力的水平分力Px和铅垂分力Pz。

解：（1）水平压力：Fx??A?hdAx??hxCAx

xPx?h1???g?h?1??gh2（→） 22（2）铅垂分力：Fz??A?hdAz??Vp

hPz??g?1???h?z?dx

0haaa????g??hx?x3?3?0? ??gh?ah?h??? ?a?3a??2h?gh（↓） 3a

4、如图示为一侧有水的倾斜安装的均质矩形闸门，其宽度b=2m，倾斜角??600，铰链中心O 位于水面以上C=1m，水深h=3m，求

闸门开启时所需铅直向上的提升力T，设闸门重力G=0.196×105N。

解：建立坐标系O-xy，原点在O点，Ox垂直于闸门斜向下，Oy沿闸门斜向下，浸在水中的闸门上的作用力 （不计大气压力）为

F??hCA??hbh ?2sin60设压力中心为D到ox轴的距离为zD，则有

bh3()h0ICChC2h12sin60zD??zC??????hbhsin?zCAsin602sin60()sin603sin602sin60sin60当闸门转动时，F与G产生的合力矩与提升力T产生的力矩相等，则有

T(C?h)?bh2C2hh?C?(?)?G tan602sin60sin603sin602tan60则T大小为

?bh2C?2h/3G9810?2?321?2?3/30.196?105T???????1.63?105Nsin2?C?h2sin1201?32