东北大学15年6月考试《流体力学》考核作业

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  W9 I  R4 k) ~     流体力学        试 卷（作业考核 线下） B 卷（共   4   页）         
总分        题号        一        二        三        四        五        六        七        八        九        十
8 d: S. _6 D0 M* f        得分                                                                               
一、判断题（20分）
1)        流体质点只有质量没有大小。（  ）
2)        温度升高液体的表面张力系数增大。（  ）
; s* z# y8 z: `/ z3)        液滴内的压强比大气压小。（  ）
4)        声音传播过程是一个等熵过程。（  ）
& m+ |5 H, V: @9 Y9 U5)        马赫线是超音速流动中被扰动和未扰动区域的分界线。（  ）
6)        一般情况下当马赫数小于2/3时可以忽略气体的压缩性（  ）
$ W, E% a9 ^/ I7 u2 g5 l0 O2 d7 Q' L* H7)        超音速气流在收缩管道中作加速运动。（  ）
8)        定常流动中，流体运动的加速度为零。（  ）
1 Z  ^# z" H1 l- Q/ G  E9)        气体的粘性随温度的升高而增大。（  ）
9 V2 J. p4 G# n* ^10)        牛顿流体的粘性切应力与速度梯度，即角变形速率成正比。（  ）
11)        理想流体定常流动，流线与迹线重合。（  ）
  v* V) i, j- |( o* P  F12)        应用总流伯努利方程解题时，两个断面间一定是缓变流，方程才成立。（  ）
! o6 y8 h) k( k. v" v  [13)        雷诺数是表征重力与惯性力的比值。（  ）
14)        静止的流体中任意一点的各个方向的压强值均相等。（  ）
15)        大气层中的压强与密度、温度的变化有关而且受季节、气候等因素的影响。（  ）
16)        压力体的体积表示一个数学积分，压力体内一定有流体。（  ）
6 |+ q- G* w0 [* G17)        不可压缩流体的有旋流动由于存在速度势和流函数，故又称为位势流动。（  ）
; f5 ?, j& B8 N! I+ U18)        如果流场中若干流体微团无绕自身轴线旋转运动，刚称为无旋流动。（  ）
19)        如果任一条封闭曲线上的速度环量皆为零，则此区域内的流动必为无旋流动。（  ）
20)        不可压缩流体在位势流场中，任意曲线上的速度环量等于曲线两端点上速度势函数值之差，而与曲线形状无关。（  ）
二、填空题（每题2分，共10分）
5 r4 g7 Y  Q( g* w) L7 |- R8 F1 J1、在欧拉坐标系中，流体的加速度包括时变加速度和            两部分，如果流场中时变加速度为零，则称流动为           ，否则流动称为           。
! l' F, u! e+ T2、        雷诺实验揭示了流体流动存在层流和     两种流态，管道流动的临界雷诺数为          。
, i" ^7 y. J" g& C" ~3、        已知三维流场的速度分布为： ，试求t=0时刻,经过点（1,1）的流线方程                    ；点（1,1）处的加速度为       。
4、        平面流动速度分布为： ， ，如果流体不可压缩，试求a=       ；b=          。
5、        子弹在15摄氏度的大气中飞行，如果子弹头部的马赫角为45度，子弹的飞行速度为         。

三、简答题(20分，每小题5分):
1、试说明伯努利方程成立的条件。
/ l  U' x4 `  `1 w8 T8 n- [
. g' V, h5 {. [* [9 t3 W' I8 [4 \
" w* w/ c0 G2 p& K" g8 \
1 D& o# g+ n; D4 B2 ^

2、简述势函数和流函数的性质。
$ }; u1 \9 V% o" t0 m- T

* N, e, x3 Q( ^( V4 q6 \# w

9 e5 V' W7 g1 J( ~
3、简述水力光滑管与水力粗糙管的含义。
. a& y) c- s4 _+ V* x9 Y
0 v6 F0 S: n, Z% P9 s: g* v
% W5 a# L. Y6 c- j" s# ^; Q: r. O0 ]
8 [" N- o# p+ h


$ `7 Q; U6 q, k3 ^) C* w" U4、说明哪些情况可以近似为平面流动。


3 @2 R  M2 }; f+ t7 C& f$ a

- J( Y; a* \6 A* W9 s( E: B
四、计算题(50分，每小题10分):
1、若作用在圆球上的阻力F与球在流体中的运动速度V、球的直径D及流体的密度 和动力粘度 有关，试利用布金汉定理求无量纲数。（10分）



& h- r9 |5 U6 {1 v

4 J3 ~8 j1 @: {1 G; I



& C  I9 n% J1 `* e- y


( D5 \9 m% @+ a# P9 E( v2、        不可压缩流体平面势流， ，已知在点（2，1.5）处的流速 ,求流函数和在点（1，1）处的流速。（10分）





% P# u/ f  I- J; W" P1 {

! Z- A7 D" a% S4 b/ U
- I5 Y  ?1 h0 {% `" \
& r1 f6 M* L3 }) Z& n' B$ {


/ l$ I* s! _9 k/ s( T# E

3、        弧形闸门，中心角 ，宽度B=1m，如下图所示，水深H=4m，确定水作用于此闸门上的总压力P的大小和方向。（10分）
4 q' n- e* Y- c8 V  z1 y



% o9 |' U5 b1 |

/ P/ {2 N$ M% C! Q7 o, H

9 J: c6 M! o% z, ^' N" x/ K


; H* e# o+ x, O- w

& V, \' h& e7 b9 o" l6 r


# f! T& ]9 W# j6 V* j8 J4、        粘度仪是测量液体粘性系数的仪器，它是由如下图所示的两个同心薄壁圆筒组成，外筒半径为R＝100mm，内筒半径为r＝99mm，筒高1m，两筒之间的间隙为 mm，外筒转速为 ＝20rad/s,当间隙内充满某种润滑油时，若已知润滑油的粘性系数 ，求内筒所受扭矩M。（10分）
" Z/ H! W7 f2 [+ Y0 O3 V) h8 }
' j! C( |3 K& r! u+ B1 S+ m% K/ {


$ ~/ C% x8 [6 u& ?) v/ V) B! t# m
: K% s& G: u2 h9 Y

' W  W; ]/ V; i+ p3 d+ m) w0 k* X
5.水泵装置如图。水泵安装高度h＝2.5m，高低水池液面（面积足够大）高差Z＝20m，吸水管管径D1＝0.2m，长度l1＝5m，沿程阻力系数为0.02，总局部水头损失系数为5；压水管的直径D2＝0.15m，l2＝50m，沿程阻力系数为0.03，压管总的局部水头损失系数为6，测得水泵出口处的表压P－Pa＝2×105Pa.试求：①水泵输水量Q和②水泵的功率（水泵的功率系数为0.80）。（10分）
! s: t6 D  {: b: Q7 w
, V7 U3 N0 \- F1 Y