流体力学(流体动力学基础)历年真题试卷汇编1

流体力学（流体动力学基础）历年真题试卷汇编1

(总分：60.00，做题时间：90分钟)

一、 简答题(总题数：3，分数：6.00)

1.(西安建筑科技大学2008年考研试题)写出理想元流的伯努利方程，并说明其物理意义和适用条件。 （分数：2.00）

__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：z+所具有的压强势能；=c，其中，z表示单位重量流体所具有的位能；表示单位重量流体所具有的动能；表示单位重量流体等表示单位重量流体所具有的总势能；表示单位重量流体所具有的机械能。 适用范围：①理想流体；②稳定流动；③质量力只受重力；④不可压流体；⑤沿流线或微小流束。) 解析：

2.(西南交通大学2003--2004学年第2学期期末考试试题B卷)何谓渐变流?渐变流过流断面具有哪些重要性质?

（分数：2.00）

__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：流线近似为平行直线的流动称为渐变流。其性质：过流断面近似为平面，过流断面上的动压强近似按静压强分布，即z+p／γ≈C。) 解析：

3.(中国农业大学2007—2008年度秋季学期期末考试试题)常见的流量的测量方法有哪些?各有何特点? （分数：2.00）

__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：流量测量方法多种，常见的有： (1)量法或容积法，优点为直接、准确，但不能实时测量。 (2)节流式流量计，如文丘里流量计、孔板流量计、喷嘴流量计等。其优点为可实时测量，测量方法简单，使用方便，但流量计的标定十分麻烦。 (3)其他常用流量计，如转子流量计、涡轮流量计、电磁流量计等。其中转子流量计的原理仍属于节流式流量计。涡轮流量计的测量精度较高，但需定期拆洗和重新标定。电磁流量计的优点为无节流元件，能量损失小，可用于腐蚀、磨损严重、工作条件恶劣、大流量场合，但要求被测流体具有一定的电导率，并且流速范围受到限制。) 解析：

二、 单项选择题(总题数：3，分数：6.00)

4.单项选择题下列各题的备选答案中，只有一个是符合题意的。（分数：2.00）

__________________________________________________________________________________________ 解析：

5.(西南交通大学2003--2004学年第2学期期末考试试题B卷)下列选项中，正确的有( )。 （分数：2.00）

A.流体的粘性具有传递运动和阻碍运动的双重性 √ B.恒定流是指运动要素不随时间变化的流动 √

C.水跃是明渠水流从急流过渡到缓流产生的局部水力现象 √ D.渗流是指流体在多孔介质中的流动 √ 解析：

6.(扬州大学2005—2006学年第2学期期末考试试题)下列论述正确的为( )。 （分数：2.00）

A.液体的粘度随温度的减小而减小 B.静水压力属于质量力

C.相对平衡液体中的等压面可以是倾斜平面或曲面 √ D.急变流过水断面上的测压管水头相等 解析：

三、 填空题(总题数：6，分数：12.00)

7.填空题请完成下列各题，在各题的空处填入恰当的答案。（分数：2.00）

__________________________________________________________________________________________ 解析：

8.(哈尔滨工业大学2006年秋季学期期末考试试题)动量修正因数(系数)的定义式α 0 =_________。 （分数：2.00）

__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：解析：

9.(中国石油大学2004—2005学年第2学期期末考试试题)实际流体总流伯努利方程(能量方程)的适用条件是_________。 （分数：2.00）

__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：稳定流；不可压缩流体；质量力只受重力；缓变流断面；具有共同流线) 解析：

10.(中国石油大学2004—2005学年第2学期期末考试试题)动能修正系数的物理意义为_________。 （分数：2.00）

__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：总流有效断面的实际动能与按平均流速算出的假想动能的比值) 解析：

11.(中国石油大学2004—2005学年第2学期期末考试试题)某输水安装的文丘里管流量计，当其汞一水压差计上读数△h=4cm，通过的流量为2L／s，分析当汞水压差计读数△h=9cm，通过流量为_________L／s。 （分数：2.00）

__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：3) 解析：

12.(扬州大学2005—2006学年第2学期期末考试试题)如图4—70所示长管中，A点的相对压强p A =_________m水柱。 （分数：2.00）

__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：2) 解析：

) 四、 判断题请判断下列各题正误。(总题数：2，分数：4.00)

13.(西南交通大学2003--2004学年第2学期期末考试试题B卷)实际流体内各点的总水头等于常数。 （分数：2.00） A.正确 B.错误 √

解析：解析：理想流体内各点的总水头等于常数。

14.(西安理工大学2005年秋季学期期末考试试题)在直径不变的有压管流中，总水头线和测压管水头线是互相平行的直线。 （分数：2.00） A.正确 √ B.错误

解析：

五、 解答题(总题数：16，分数：32.00)

15.(西安建筑科技大学2008年考研试题)如图4—54所示，水在变径竖管中从下往上流动，已知z=0处的直径d(0)=0．5m，通过的流量Q=0．9m ／s，不计粘性作用，为使管中各断面的压力相同，即p(z)=p(0)，试求竖管的直径d(z)与z的关系式。 （分数：2.00）

__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：设Z=0断面为0一0断面，Z=z断面为1—1断面，则对0—0断面与1—1断面列伯努利方程：解析：

16.(西安建筑科技大学2008年考研试题)如图4—55所示，水流通过变截面弯管，若已知弯管的直径d A =200mm，d B =150mm，流量Q=0．1m ／s。断面A—A相对压强p A =18kN／m ，管中心线均在同一水平面上，求固定此管所需的力(不计水头损失)。 （分数：2.00）

__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案： 联立①、②两式可求出v A 、v B 及p B 。 所选的控制体如图4—55所示

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) (A—A与B—B之间的流体)。 列x轴方程： p A A A +R X =p B A B cosθ ③ 列y轴方程： R X =p B A B sinθ ④ 由③、④式可求出R X 、R y 。 由作用力与反作用力原理可得所需力F= 解析：

17.(哈尔滨工业大学2007年秋季学期期末考试试题)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v 0 ，流量为q v ，密度为ρ，平板倾角为θ。不计重力及流动损失，求射流对平板的作用力及分流流量q v1 ，q v2 。 （分数：2.00）

__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：取控制体如图4-56所示，设平板对液流的作用力为F\S ，因忽略流动损失，即液流与平板间的摩擦力略去不计，则F\S 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v =v =v 。列平板法线方向上的动量方程可得： ∑F =F\=ρq [0—(一v sinθ)]=ρq 1 2 0 n S v 0

v

v 0 sinθ 平板受液流作用力F S 垂直指向平板，其大小为F\S =ρq v v 0 sinθ 沿平板方向列动量方

) 程，可得： 解析：

18.(哈尔滨工业大学2007年秋季学期期末考试试题)相对密度d=0．85的油流过图4—57示圆锥管嘴，其尺寸d 1 =10cm，d 2 =4cm，当管内流速为V 1 =6m／s时，求联结螺栓受力为多少? （分数：2.00）

__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：由连续性方程得： q v =πd 1 V 0 ／4=πd 2 V 2 ／4 ① 所以： V 1 =π(d 2 ／d 1 ) V 2 ② 对缓变过流断面列伯努利方程，不计损失，且取α 2 =α 1 =1，有： 受力。取控制体，则控制体内流体在x方向受压力p 1 2

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用动量方程求d 1 ，方向沿x轴正向，喷嘴对控制体内流

体的作用力F\，方向逆沿x轴方向。因此有： ∑F x =p 1 α 01 =α 02 =1，有： p 1 解析：

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d 1 一F\沿x方向列动量方程，且取

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d 1 一F\ρq v (V 2 一V 1 ) 整理并将①、②、③式代入，得： F\

由牛顿第三定律，可得螺栓组受力为： F=一F\一497N 其中负号表示F与F\方向相反，即F沿x轴正向。) 19.(哈尔滨工业大学2006年秋季学期期末考试试题)如图4—58所示，水射流以20m／s的速度从直径d=100mm的喷口射出，冲击一对称叶片，叶片角度θ=45°，求： (1)当叶片不动时射流对叶片的冲击力。 (2)当叶片以12m／s的速度后退而喷口固定不动时，射流对叶片的冲击力。（分数：2.00）

__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：(1)列x方向动量方程：一F x =ρq v (一vcosθ-v)。整理并代入数据可得： F x = =5．36kN 即射流对叶片冲击力为5．36kN，方向向右。 (2)选动坐标系，列x方向动量方程，采

=0．86(kN) 即射 用相对速度，相对流量： 一F x =ρq\v (一v\θ-v\代入数据可得： F x = 流对叶片冲击力为0．86kN，方向向右。) 解析：

20.(两北工业大学2005--2006学年第1学期期末考试试题)如图4—59所示，在水平平面上的45。弯管，入口直径d 1 =600mm，出口直径d 2 =300mm，入口压强p 1 =1．4 bar，流量Q=0．4 25m ／s。忽略摩擦，试求水对弯管的作用力。(注：1 bar=1×10 Pa) （分数：2.00）

__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：设水流对弯管的作用力为R，其x、y轴上的分力为R x 、R y ，则弯管对管中水流的作用力F必大小相等、方向相反，有F x =一R x ，F y =一R y 取管中水流为控制体，分析作用在水流控制体上的外力及进出控制体的动量变化。在x方向(坐标轴向右为正)，根据∑F x =ρQ(v 2x 一v 1x )，可得： 解析：

21.(清华大学2006--2007学年春季学期期中考试试题)A viscous liquid of constant density and viscosity falls due to gravity between two parallel plates a distance 2h apart，as in Fig．4-60．0ne plate is moving at speed w 0 ．The flow is fully developed，that is，w=w(x) only．There are no pressure gradients，only gravity Set up and solve the Navier-Stokes equation for the velocity profile w(x)． （分数：2.00）

__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：如图4—61所示，仅在x方向上满足N—S方程：解析：

22.(清华大学2006--2007学年春季学期期中考试试题)as in Fig．4-62，A liquid jet of velocity V j and area A j strikes a single 180°bucket on a turbine wheel rotating at angular velocity Ω．Find an expression for the power P delivered．At what Ω?is the power a maxi mum?How does the analysis differ if there are many buckets，so the jet continually strikes at least one? （分数：2.00）

) ) 5

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