2015岩土工程师《流体力学》模拟试卷二参考答案

2015岩土工程师《流体力学》模拟试卷二参考答案：

一、名词解释。

1、雷诺数：是反应流体流动状态的数，雷诺数的大小反应了流体流动时，流体质点惯性力和粘性力的对比关系。

2、流线：流场中，在某一时刻，给点的切线方向与通过该点的流体质点的刘速方向重合的空间曲线称为流线。

3、压力体：压力体是指三个面所封闭的流体体积，即底面是受压曲面，顶面是受压曲面边界线封闭的面积在自由面或者其延长面上的投影面，中间是通过受压曲面边界线所作的铅直投影面。 4、牛顿流体：把在作剪切运动时满足牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体。 5、欧拉法：研究流体力学的一种方法，是指通过描述物理量在空间的分布来研究流体运动的方法。

6、拉格朗日法：通过描述每一质点的运动达到了解流体运动的方法称为拉格朗日法。

7、湿周：过流断面上流体与固体壁面接触的周界称为湿周。

8、恒定流动：流场中，流体流速及由流速决定的压强、粘性力、惯性力等也不随时间变化的流动。

9、附面层：粘性较小的流体在绕过物体运动时，其摩擦阻力主要发生在紧靠物体表面的一个流速梯度很大的流体薄层内，这个薄层即为附面层。

10、卡门涡街：当流体经绕流物体时，在绕流物后面发生附面层分离，形成旋涡，并交替释放出来，这种交替排列、有规则的旋涡组合称为卡门涡街。 11、自由紊流射流：当气体自孔口、管嘴或条缝以紊流的形式向自由空间喷射时，形成的流动即为自由紊流射流。 12、流场：充满流体的空间。

13、无旋流动：流动微团的旋转角速度为零的流动。

14、贴附现象：贴附现象的产生是由于靠近顶棚流速增大静压减少，而射流下部静压大，上下压差致使射流不得脱离顶棚。

15、有旋流动：运动流体微团的旋转角速度不全为零的流动。

16、自由射流：气体自孔口或条缝向无限空间喷射所形成的流动。 17、浓差或温差射流：射流介质本身浓度或温度与周围气体浓度或温度有差异所引起的射流。

18、音速：音速即声速，它是弱扰动波在介质中的传播速度。 19、稳定流动：流体流动过程与时间无关的流动。

20、不可压缩流体：流体密度不随温度与流动过程而变化的液体。 21、驻点：流体绕流物体迎流方向速度为零的点。

22、自动模型区：当某一相似准数在一定的数值范围内，流动的相似性和该准数无关，也即原型和模型的准数不相等，流动仍保持相似，准数的这一范围称为自动模型区。 二、是非题。

1、错误 2、正确 3、正确 4、错误 5、错误 6、正确 7、正确 8、正确 9、正确 10、正确 11、正确 12、正确 13、正确 14、正确 15、正确 16、错误 17、错误 18、错误 三、填空题。 1、9.807 ；

2、欧拉法；拉格朗日法； 3、连续介质；无粘性； 4、惯性力；粘性力； 5、Q=Q1+Q2;

1S?1S1?1S2;Q=Q1=Q2;S=S1+S2；

6、脉动现象；时均法； 7、沿程阻力；局部阻力；

8、平移运动；旋转流动；变形运动； 9、惯性力；弹性力； 10、重合 ； 11、测压管；

12、流线；流函数；势函数； 13、流态；惯性力；粘性力

14、惯性；重力性；粘滞性；压缩性和热胀性；表面张力特性； 15、气体；水流；

16、理想气体；粘性气体；质量力；表面力； 17、几何相似；运动相似；动力相似； 18、连续介质； 19、势压；p??u22（z1-z2）（????g）?；p??u22；

20、各横截面上的动量相等； 21、???u?du；pa?s； dy22、各截面的相对焓值相等；

23、平移；旋转；线变形；角变形； 24、前提；目的；保证； 25、压力； 26、弹性力； 27、层流；紊流； 28、重力；惯性力；

四、选择题。

1-5:DCCCA 6-10:BDACC 11-15:DDCDB 16-19：BADA 五、简答题。

1、流体静压强的方向是沿着作用面的内法线方向；在静止或相对静止的流体中，任一点流体静压强的大小作用面方向无关，只与该点的位置有关。

2、①层流区 ②临界过渡区 ③紊流光滑区 ④紊流过度区 ⑤紊流粗糙区 意义：比较完整地反应了沿程阻力系数的变化规律，揭示了沿程阻力系数变化的主要因素。

3、在于将流场划分为两个计算方法不同的区域，即势流区和附面层。在附面层外的势流区按无旋流动理想流体能量方程或动量方程求解；在附面层内，按粘性有旋流动流体能量方程或N-S方程求解；

4、浓差或温差射流由于浓度或温度不同，引起射流介质密度与周围其气体密度与周围气体密度不同，所受的重力与浮力不相平衡，使得整个射流将发生向上或向下的轴弯曲。

5、当流体绕流曲面体流动时，在减压增速区，流动维持原来的附面层；流动进入增压减速区时，流体质点受到与主流方向相反的压差作用，将产生方向的回流，而附面层外的流体仍保持原有的前进，这样，回流和前进这两部分运动方向相反的流体相接触，就形成旋涡。旋涡的产生使得附面层与壁面发生分离。

6、流体运动粘滞系数r表征单位速度梯度作用下的切应力对单位体积质量作用产生的阻力加速度，具有运动学要素。

7、流体动力粘滞系数u表征单位速度梯度作用下的切应力，反映了粘滞的动力性质。

8、元流的特性：元流的边界由流线组成；流体质点不能出入元流；元流断面上的流速和压强是均匀分布。

9、Z：断面对基准面高度，水力学中称位置水头，单位位能；

p ：在断面压强作用下，流体沿测压管所能上升的高度，压强水头，单位

r位能；

u2 ：断面以速度u为初速度的铅直向上射流所能达到的理论的高度，流

2g速水头，单位位能。

10、①任一节点流入和流出的流量相等；②任一闭合环路中，如规定顺时针

方向流动的阻力损失为正，反之为负，则各管段阻力损失的代数和必等于零。

11、有压管路中运动着的液体，由于阀门或水泵突然关闭，使得液体的速

度和动量发生急剧变化，从而造成液体压强骤然变化，该现象就是水击(水锤)现象，产生的原因①液体的可压缩性②管道材质的弹性。 12、原因是流体质点流动时由于有惯性，因而流线不能成折线，是光滑的

曲线，所以能够形成真空区域；条件是：管嘴长度为管径的3～4倍；

作用水头H0极限值为9.3m。

13、在自由紊流射流的主体段，射流各断面上速度分布是相似的，轴线速

度越来越小，横截面积越来越大，质量流量也越来越大；个横截面上的动量守恒。

14、在温差射流场中，由于气流密度与周围的气体的不同，射流气体所受

的浮力与重力不相平衡，使整个射流发生向下或向上弯曲。

15、当绕流物体为非对称形或虽为对称但其对称轴与来流方向不平行时，

在绕流物体上部流线较密，流速大；下部流线较疏，流速小，则上部压强小，下部压强大，上、下部存在压强差，由此产生向上的力称为升力。 16、（见第五版书P61） 17、（略）

18、X：是作用在流体微团上的单位质量力。

1?p

：是作用在流体微团上单位质量流体的压力。 ??x

2?2ux?uy?2uz ?（2?是作用在流体微团上单位质量流体粘性偏?）：22?x?y?z应力的合力。

dux：是流体质点的加速度。 dt六、计算题。

4?0.2?0.067?2?(0.2?0.4) 1、解：de?4R?4?0.067?0.267

v0.267?1.54Re?de???2.67?10?20006?15.0?10R?? 所以管内气体为紊流流动。 2、解：如图所示，由连续性方程得： v1?Q0.4??3、18m/s

402A11?3.14?()4100Q0.4??51.0m/s

102A21?3.14?()4100A v2? 以轴线为基准面，列1-2断面的伯努利方程 ??1

v1p2v2 0???0??2，此时p2?0

?2g?2gp12v2v151.02?3.1822 则：p1?（?）???9.8??1295.4kN /m2

2g2g2?9.82

设喷嘴对水流的作用力为F，沿水流方向列动量方程，并取??1得：

p1A1?F??Q（v2?v1）F?p1A1??Q（v2?v1）140251.0?3.18.4??3.14?（）?1000?0.4? ?1295

41001000?162.7?19.1?143.6kN3、①检查流动是否无旋：