流体力学习题集
第1章 绪 论
习 题
1-1 从力学分析意义上说流体和固体有何不同？ 1-2 量纲与单位是同一概念吗？ 1-3 流体的容重和密度有何区别与联系？
1-4水的密度为1000 kg/m 3，2升的水的质量和重量是多少？ 1-5 体积为0.5m 3的油料，重量为4410N ，该油料的密度是多少？
1-6 水的容重g = 9.71 kN/m 3，m = 0.599 ′ 10-3 Pa×s，求它的运动粘滞系数。
1-7 如图所示为一0.8 ′ 0.2m 的平板，在油面上作水平运动，已知运动速度u = 1m/s ，平板与固定边界的距离d = 1mm ，油的动力粘滞
系数为m = 1.15 Pa×s，由平板所带动的油的速
度成直线分布，求平板所受的阻力。
1-8 旋转圆筒粘度计，悬挂着的内圆筒半径r = 20cm ，高度h = 40cm ，内筒不动，外圆筒以角速度w = 10 rad/s 旋转，两筒间距d = 0.3cm ，内盛待测液体。此时测得内筒所受力矩
M = 4.905 N×m。求油的动力粘滞系数。（内筒底部与油的相互作用不计）
1-9 一圆锥体绕其中心轴作等角速度w = 16 rad/s 旋转，锥体与固定壁面的间隙d = 1mm ，其间充满m = 0.1 Pa×s 的润滑油，锥体半径R = 0.3m ，高R = 0.5m ，求作用于圆锥体的阻力矩。
1-10 如图所示为一水暖系统，为了防止水温升高时体积膨胀将水管胀裂，在系统顶部设一膨胀水箱。若系统内水的总体积为8m 3，加温前后温差为50°C，在其温度范围内水的膨胀系数为，求膨胀水箱的最小容积。（水的膨胀系数为0.0005 /°C）
1-11 水在常温下，由5at 压强增加到10at 压强时，密度改变多少？
1-12 容积为4的水，当压强增加了5at 时容积减少1升，该水的体积弹性系数为多少？为了使水的体积相对压缩1/1000，需要增大多少压强？
题1-7图
u
题1-8图
第2章 流体运动学基础
习 题
2-1 给定速度场u x = x + y ，u y = x - y ，u z = 0，且令t = 0时x = a ，y = b ，z = c ，求质点空间分布。
2-2 已知拉格朗日速度分布u x = -b (a sin b t + b cos b t ) ，u y =b (a cos b t - b sin b t ) ，u z =a 。如t = 0时x = a ，y = b ，z = c ，试用欧拉变量表示上述流场速度分布，并求流场加速度分布，式中a ，b ，a ，b ，c 为常数。
2-3 已知平面速度场u x = x + t ，u y = - y + t ，并令t = 0时x = a ，y = b ，求（1）流线方程及t = 0时过（-1，-1）点的流线；（2）迹线方程及t = 0时过（-1，-1）点的迹线。
2-4设0≠u
，说明以下三种导数
)(,0,0=??=??=u u t
u dt
u d
的物理意义。
2-5 给定速度场u x = -k y ，u y = k x ，u z = 0，求通过x = a ，y = b ，z = c 点的流线，式中k 为常数。
2-6已知有旋流动的速度场为u x = 2y +3z ，u y = 2 z +3x ，u z = 2x +3y 。试求旋转角速度，角变形速度和涡线方程。
2-7 求出下述流场的角变形速度，涡量和线变形速度。并说明运动是否有旋？
u x =U （h 2 - y 2），u y = u z = 0 。
第3章 流体静力学
习 题
3-1 某水塔，若z = 3m ，h = 2m ，p 0 = 2at
，以地面为基准面，求水塔底部的绝对压强、相对压强和测压管水头。
3-2 图示复式水银测压计，液面高程如图中所示，单位为m 。试计算水箱表面的绝对压强值p 0。
3-3 密封容器内注有三种互不相混的液体，求压力表读数为多少时，测压管中液面可上升到容器顶部。
3-4 图示贮液容器左侧是比重为0.8的油，其上真空计读数为p v =3.0N/cm 2；右侧为水，其上压力表读数p =2N/cm 2。压差计中工作液体的比重为1.6
，求A 点的高程。图中高程以
m 计。
3-5 盛同种液体的两容器，用两根U 形管连接。上部压差计A 内盛重度为A γ
的液体，读数为h A ；下部压差计B 内盛重度为B γ的液体，读数为h B 。求容器内液体的重度γ。
3-6 一容器内盛有重度3
N/m 9114=γ
的液
题3-1图
h 4
γ1
题3-2图
题3-3 图
题3-4 图
题3-5 图
体，该容器长度L 为1.5m ，宽为1.2m ，液体深度h 为0.9m 。试计算下述情况下液体作用于容器底部的总压力：（1）容器以等加速度9.8m/s 2垂直向上运动；（2）容器以9.8m/s 2的等加速度垂直向下运动。
3-7 一圆柱形容器静止时盛水深度H =0.225m ，筒深度为0.3m ，内径D =0.1m ，若把圆筒绕中心轴作等角速度旋转。求：（1）不使水溢出容器的最大角速度；（2）不使器底中心露出的最大角速度。
3-8 圆柱筒盛有重度g = 11.7 KN/m 3的液体，今绕铅垂中心轴作等角速度旋转，转速
n =200 rpm 。已知液体内A 点压强p A = 19.61 KN/cm 2，至旋转轴的水平距离g A = 20cm ；B
点至旋转轴的水平距离为g B =30cm ，B 点高出A 点的铅垂距离为40cm 。求B 点的压强。
3-9 直径D =2m 的圆柱筒容器内盛有不相混的两种液体：重度g 1 = 8 KN/m 3，g 2 = 9
KN/m 3，h 1=20cm ，h 2=30cm 。容器运动时液体不溢出。求：
（1）容器以等加速度a = 0.1g 沿水平方向直线运动，容
器壁单宽所受的最大静水压力；
（2）容器以转速n = 30 rpm 绕铅直中心轴旋转运动，容
器底的压强分布规律，并求出其最大和最小压强值。 3-10 某物体在空气中重G = 400N ，而在水中重
250='G N 。求该物体的体积和它的比重。
3-11 图示平板闸门，已知水深H = 2m ，门宽b = 1.5m ，门重G = 2000 N 。门与门槽的摩擦系数为f = 0.25，求启门力F 。
3-12 图示矩形闸门，高a = 3m ，宽b = 2m ，其上端在水下的深度h = 1m ，求作用在闸门上的静水总压力及其作用点的位置。
3-13 某倾斜装置的矩形闸门，宽b = 2m ，倾角α= 60°，铰链o 点位于水面以上a = 1m
题3-9题
γ2
γ1
题3-11 图
题3-12 图
处，水深h = 3m 。求开启闸门所需之拉力T （闸门自重为G = 19.61 kN ，摩擦阻力不计）。
3-14 容器内注有互不相混的两种液体：h 1= 2m ，g 2 = 8 KN/m 3，；h 2 = 3m ，g 2 = 9 KN/m 3。求作用在宽度b = 1.5m ，倾角a = 60°的斜平面壁ABC 上的静水总压力P 及其作用点。
3-15 已知弧形闸门上游水
深H 1 = 4m ，下游水深H 2 = 2m ，闸门轴心O 距地面H 1/2，求单位宽度闸门上所受静水总压力的大小、方向及作用点。
3-16 由两个空心半球组成的密封水箱，球直径d = 2.0m ，用螺栓固接。在水箱进口的下方a = 20cm 处，压力表读数为5.1N/cm 2。求螺栓所受总拉力T 。
3-17 容器内有一隔板，隔板下部为宽b =1.2m 的正方形孔，恰好被直径D = 1.2m 的圆
柱体堵塞。隔板两侧注有两种液体：31KN/m 9=γ，h 1
=1.8m ；3
2KN/m 8=γ，h 2
=1.5m 。求
圆柱体所受静水总压力。
第4章 流体动力学基本方程
习 题
4-1 试证下述不可压流体的运动是可能存在的： （1） u x = 2x 2 + y ，u y = 2y 2 + z ，u z = -4 (x + y ) z + xy ；
题3-16 图
题3-15 图
h h 题3-14 图
题3-17 图
（2）
;,)()(,)(22
222222222y x y
u y x z y x u y x xyz u z y x +-=+--=+-= （3） u x = yzt ， u y = xzt ， u z = xyt 。
4-2 试证不可压流体的运动 u x = x ， u y = y ， u z = z 不可能存在。 4-3 求使下列速度场成为不可压缩流体流动的条件：
（1） u x = a 1x + b 1y + c 1z ， u y = a 2x + b 2y + c 2z ， u z = a 3x + b 3y + c 3z ； （2） u x = a xy ， u y = b yz ， u z = c yz + dz 2 。
4-4 设某一流体流场：u x = 2y + 3z ， u y = 3z + x ， u z = 2x + 4y ，该流场的粘性系数
m = 0.008 Pa×s，求其切应力。
4-5 设两无限大平板之间的距离为2h ，其间充满不可压缩流体，如图所示，试给出其运动所满足的微分方程。
4-6 试述满足伯努利方程C g u p
z =++22
γ的条件。
第5章
习 题
5-1 试将下列各组物理量组合成无量纲量：
（1）t 0 、u 、r ； （2）Dp 、u 、g 、 g ； （3）F 、r 、l 、u ； （4）u 、l 、r 、s ； （5）u 、l 、t ； （6）r 、u 、m 、l ； （7）g 、u 、r 、l 。
5-2 如果一个球通过流体时的运动阻力是流体的密度r 、粘度m 、球的半径r 及速度u 的函数，试用量纲分析法证明阻力R 可由下式给出：
)
(2μρυρμr
F R =
5-3 假设流量Q 与管径D 、喉道直径d 、流体密度r 、压强差Dp 及流体的动力粘滞系数m 有关，试用p 定理分析文丘里管的流量表达式。
5-4 若模型流动与原型流动同时满足Re 相似律和Fr 相似律，试确定两种流动介质运动粘性系数的关系。
5-5 一个圆球放在流速为1.6 m/s 的水中，受到的阻力为4.4N 。另一个直径为其两倍的圆球置于一风洞中。在动力相似条件下风速的大小及圆球所受到的阻力。（v 空气/v 水 = 13，r = 1.28 kg/m 3）
5-6 当水温为20°C，平均速度为4.5 m/s 时，直径为0.3m 水平管线某段的压强降68.95 kN/m 2为。如果用比例为6的模型管线，以空气为工作流体，当平均流速为30 m/s 时，要求在相应段产生55.2 kN/m 2的压强降。计算力学相似所要求的空气压强，设空气温度为20°C。
5-7 用水校验测量空气流量的孔板，孔板直径d = 100mm ，管道直径D = 100mm ，由试验得到孔板流量系数固定不变时的最小流量为Q = 1.6 l /s ，水银压差计读数为h = 45mm 。试确定：
（1） 当孔板用来测定空气流量时，最小流量是多少？
（2） 相应该流量下的水银压差计的读数是多少？设水与空气的温度都是20°C。 5-8 为了决定吸风口附近的流速分布，取比例为10作模型设计。模型吸风口的流速为13 m/s ，距风口轴线0.2m 处测得流速为0.5 m/s 。若实际风口速度为18 m/s ，怎样换算为原
型流动的流速？
5-9 溢水堰模型设计比例为20。当在模型上测得模型流量为Q m = 300 l /s 时，水流推力为P m = 300 N ，求实际流量Q n 和推力P n 。
5-10 采用长度比尺为1：25的模型来研究弧形闸下出流，重力为主要作用力。如在模型上量得出口流速为u m = 2.3 m/s ，流量为Q m = 45 l /s ，作用力为P m ，求原型相应的流速u n 、流量Q n 和作用力P n 。
5-11 一建筑物模型在风速为10 m/s 时，迎风面压强为50 N/m 2，背风面压强为-30 N/m 2。若气温不变，风速增至15 m/s 时，试求建筑物迎风面和背风面的压强。
第6章 理想流体的平面无旋运动
题5-7图
题5-9图
题5-10图
习 题
6-1 给定平面流速度场u x = x 2y + y 2，u y = x 2 - y 2x ，问： （1） 是否存在不可压缩流函数和速度势函数； （2） 如存在，给出它们的具体形式；
（3） 写出微团变形速率各分量和旋转角速度各分量。
6-2 已知不可压缩流体平面流在y 方向的速度分量为u y = y 2 -2x + 2y ，求速度在x 方向的分量。
6-3 对平面不可压缩流体的运动，试证明：
（1） 如运动为无旋运动，则必满足?2u x = 0，?2u y = 0； （2） 满足?2u x = 0，?2u y = 0的流动不一定是无旋流。
6-4 已知平面流动的速度分布为2222,y x cx
u y x cy u y
x +=+=
其中c 为常数。求流函数并
画出若干条的流线。
6-5 已知平面流动流函数
)(283
)22arctan 22(arctan 222y x x y x y Q ++-+++-=
πψ
判断是否是无旋流动。
6-6 已知速度势j ，求相应的流函数y ： （1） j = xy ； （2） j = x 3 - 3xy 2 ；
（3）
22y x x
+=
?。
6-7 证明j = 1/2(x 2 - y 2) + 2x - 3y 所表示的流场和y = xy + 3x + 2y 所表示的流场完全相同。
6-8 强度为60 m 2/s 的源流和汇流位于x 轴，各距原点为
a=3m 。计算坐标原点的流速，计算通过（0，4）点的流线的流
函数值，并求该点流速。
6-9 在速度为u = 0.5 m/s 的水平直线流中，在x 轴上方2单位处放一强度为Q = 5m 2/s
的源流。求此流动的流函数，并
绘出此半物体的形状。
6-10 如图所示，等强度两源流位于x 轴，距原点为a 。求流函数，并确定滞止点位置。
第7章 粘性管流
第8章 边界层与绕流阻力
习题
8-1 设平板层流边界层中流速分布为线性关系，即δy
U u x =
，用动量方程求边界层特性d /d 1，d 1/d 2 。
8-2 空气以30 m/s 的速度平行流过平板，温度为25°C，求离平板前缘200mm 处边界层的厚度d 。
8-3 光滑平板宽1.2m ，长3m ，潜没在静水中以速度u = 1.2m/s 沿水平方向拖曳，水温10°C，求：（1）层流边界层的长度；（2）平板末端的边界层的厚度；（3）所需水平拖曳力。
8-4 求平板绕流层流边界层的总阻力系数C D ，及d ，d 1，d 2。设边界层中的速度分布为
3)()(δβδαy
y U u x += 。[提示：先根据速度分布边界条件决定a 、b 值]
8-5 一平行放置于流速为60m/s 的空气流中的薄平板，长1.5m ，宽3m ，空气绝对压强为105 N/m 2，温度为25°C，求平板末端的边界层厚度及平板两侧的总阻力：
（1） 设为层流边界层； （2） 设为紊流边界层。
8-6 在Re 数相等的条件下，20°C 的水和30°C 的空气流过同一绕流体时，其绕流阻力之比为多少？
8-7 汽车以60 km/hr 的速度行驶，在运动方向的投影面积为2m 2，绕流阻力系数为C D = 0.3，空气温度为0°C，求汽车克服空气阻力所消耗的功率。
8-8 球形尘粒的密度为2500 kg/m 3，在温度为20°C 大气中等速沉降，可使用斯托克斯公式计算沉降速度的最大粒径为多少？
8-9 已知煤粉炉炉膛中上升烟气流的最小速度为0.5 m/s ，烟气密度为0.2 kg/m 3，运动粘滞系数为230′10-6m 2/s ，煤粉密度为1300 kg/m 3，问直径为0.1mm 的煤粉将沉降还是被上升气流带走？
8-10 在气力输送管道中，为了输送一定量的悬浮砂粒，要求风速u 0为悬浮速度的5倍，已知砂粒粒径d = 0.3mm ，密度r m = 2650 kg/m 3，空气温度为20°C，求风速u 0值。
9 明渠流动
习 题
9-1 梯形断面渠道，已知b=7m ，边坡系数m=1.5。当测得流量Q=9.45m 3/s ，水深h 0=1.2m 。又知在200m 渠段内渠底落差0.16m 。求粗糙系数n 。
9-2 有一浆砌块石的矩形断面长渠道，已知底宽b=3.2m ，渠中水深h 0=1.6m ，粗糙系数n=0.025，通过流量6m 3/s 。求渠道底坡i 。
9-3 坚实粘土的梯形断面渠道，b=8m ，h 0=2m ，n=0.0225，m=1.5，i=0.0002。求流量Q 和断面平均流速v 。
9-4 混凝土排水管，直径d=1m ，糙率n =0.014，底坡i =0.004，试求 ①管道满流时的流速和流量； ②充满度7.0=α时的流速和流量。
9-5 梯形断面长渠道，流量Q=10m 3/s ，底宽b=5m ，边坡系数m=1，糙率n=0.02，底坡i=0.0004。分别用试算法和图算法求正常水深h 0。
9-6 今欲开挖一梯形断面土渠，已知流量Q=10m 3/s ，边坡系数m=1.5，粗糙系数n=0.02，为防止冲刷取最大允许流速为1m/s ，求水力最优断面尺寸和底坡i 。
9-7 梯形断面渠道，Q=12m 3/s ，m=1.5，n=0.0225，i=0.0004。按宽深比5=β设计渠道断面尺寸。
9-8 情况良好的梯形断面土渠，流量Q=35m 3/s ，边坡m=1.5，糙率n=0.02，i =0.0001。已知土壤的不冲允许流速[v ]max =0.80m/s ，设计断面尺寸。
9-9 一小河的断面形状及
尺寸如图示。流动近似为均匀流，底坡i =0.0004，边滩糙率
n 1=0.04，主槽糙率n 2=0.03，求
通过流量（边滩与主槽分别看成矩形断面）。
题
9-9 图
9-10 渠道某断面的过水面积2
m 84.35=A ，最大水深h =2.76m ，断面平均水深h m =1.56m ，通过流量Q =50m 3/s ，求断面比能e 并判别流态。
9-11 等腰三角形断面的灌溉渠道，水深为H 时，流速gH v 2283.0=。求临界水深和临界流速。
9-12 梯形断面长渠道，已知流量Q=20m 3/s ，底宽b=10m ，边坡系数m=1.5，底坡i =0.0004，粗糙系数n =0.0225，动能修正系数1.1=α。用几种方法判别流态。
9-13 矩形断面棱柱形渠道，底宽b=8m ，底坡0≈i ，当流量Q=15m 3/s 时，测得跃后水深50.1=''h m 。试计算跃前水深h '和水跃能量损失。 9-14 定性分析棱柱形长渠道中可能产生的水面曲线。
9-15 有一梯形断面渠道，长度s=500m ，底宽b=6m ，边坡系数m=2，底坡i =0.0016，
粗糙系数n =0.025。当通过流量Q=10m 3/s 时，闸前水深H=1.5m 。用分段求和法计算
并绘制水面曲线。
第10章孔口管嘴、堰流与闸孔出流
习题
10-1 两水箱用一直径d1＝40mm的薄壁孔口连通，下水箱底部又接一直径d2＝30mm的圆柱形管嘴，长l＝100mm，若上游水深H1＝3m保持恒定，求流动恒定后的流量Q和下游水深H2。
10-2 管道直径D＝200mm，末端装一直径d＝120mm薄壁孔板，用以测定管道中的流量。已知压力计中心比管轴线高h＝1.5m，读数p M＝98 KN/m2，求流量Q。
10-3 应用描述气体的能量方程，求解厂房自然通风换气质量流量。已知室内空气温度为30°C，室外空气温度为20°C，厂房上下部各开有8m2的窗口，量得窗口中心高程差为7m，窗口流量系数m为0.64，气流在必然压头作用下流动。
游泳技术中的力学
游泳技术中的力学 摘要：凡涉及水环境的运动项目，运动员都不可忽视水的一条最重要的自然属性——水是一种流体。在物理学中，研究流体宏观运动的这部分力学称为流体力学。它又可以流体静力学和流体动力学，游泳项目因其必要的水环境与流力学有着不可分割的关系体。好的运动员不是改变水的流体属性，而是借助于水中的各种力来实现自己的水中活动。 关键词：流体力学游泳技术划水阻力推动力 任何一种体育运动最合理最完善 的程度，都必须依照一定的基础原理进 行分析并加以应用，游泳作为一项大众 化的体育项目也是如此。流体力学是游 泳技术力学分析的理论基础。在游泳技 术中，运动员受力情况分析是较为复杂 的这也是为什么游泳中有佼佼者，也有 人却不尽人意。理论与实际存在一定的差异、复杂的受力情况、个人的因素等就把运动员的有用水平分成三六九等。 要想分析游泳技术中的力学问题，首先了解一下水的自然属性： （1）水的压力 水有压力。当人在水中是，如果水的深度超过胸部，就会明显感觉水的压力存在，因为，此时人在水中呼吸变得完全不同于平时在陆上呼吸那样轻松自如，尤其在吸气时感到费力。这种现象就是水的压力在起作用这是水的压力带来的不利之处。在水的压力带来呼吸调整问题的同时由于压力相关的压强为运动员提供了在水中漂浮的条件，根据压强P深度h水的密度ρ之间的关系，即P＝ρgh，上下表面的压强差形成的压力差把人在水中托起。 （2）水的流动性 水具有流动性。在物理学中，运动是相对的，以运动员为参照物，在游泳过程中，人与水之间由于划臂、蹬腿等动作产生相对运动，在水受到力的作用是会给人以反作用力，在力的作用下两者产生性对运动，流速的大小产生不同压强，由于压强差造成的压力差推动运动员运动。 （3）水的密度
流体力学大作业
《计算流体力学》课程大作业 作业内容：3-4人为小组完成数值模拟，在第8次课上每组进行成果展示，并在课程结束后每组上交一份纸质版报告。 数值模拟实现形式：自编程或者使用任意的开源、商业模型。 成果展示要求：口头讲述和幻灯片结合的方式，每组限时10分钟（8分钟讲述，2分钟提问和讨论）。 报告要求：按照期刊论文的思路和格式进行撰写（包括但不限于如下内容：摘要、绪论\引言、数值模型简介、数值结果分析\讨论、结论、参考文献）。 （以下题目二选一） 题目一：固定单方柱扰流问题 根据文章《Interactions of tandem square cylinders at low Reynolds numbers》中的实验进行数值模拟，完成但不局限于如下工作： （1）根据Fig. 2 中的雷诺数和方柱排列形式，进行相同雷诺数不同间距比情况下的方柱绕流数值模拟，并做出流线图和Fig.2中的结果对比。 （2）根据Fig. 3 中的雷诺数和方柱排列形式，进行相同雷诺数后柱不同转角情况下的方柱绕流数值模拟，并做出流线图和Fig.3中的结果对比。 （3）根据Fig. 12, 13 中的雷诺数和方柱间距比的设置进行数值模拟，作出频率、斯特劳哈尔数、阻力系数随雷诺数变化的折线并与图中对应的折线画在同一坐标系下比较。 （中共有4条折线，对应4种不同的方柱排列形式下的物理参数随雷诺数变化的规律，仅需选取单柱模型和其中一种双柱模型进行数值模拟，共计16个工况）。 题目二：溃坝问题 根据文章《Experimental investigation of dynamic pressure loads during dam break》中的实验进行数值模拟，完成但不局限于如下工作： （1）分别完成二维、三维的溃坝的数值建模，讨论二维、三维模型的区别。 （2）分别将二维、三维溃坝的数值模拟结果和Fig. 7,10中各时刻的自由面形态进行对比，并分别观测溃坝前端水舌的位置随时间的变化，其结果和Fig. 12 种的各试验结果放在同一坐标系下进行对比。 （3）根据实验设置数值观测点，分别观测与实验测点相对应的数值观测点上的水体高度、压力随时间的变化曲线，并和Fig.16, 18,21,30,31,32,33,35中的实验结果进行对比。
流体力学的发展现状
流体力学的发展和现状 作为物理的一部分，流体力学在很早以前就得到发展。在19世纪，流体力学沿着两个方面发展，一方面，将流体视为无粘性的，有一大批有名的力学数学家从事理论研究，对数学物理方法和复变函数的发展，起了相当重要的作用; 另一方面，由于灌溉、给排水、造船，及各种工业中管道流体输运的需要，使得工程流体力学，特别是水力学得到高度发展。将二者统一起来的关键是本世纪初边界层理论的提出，其中心思想是在大部分区域，因流体粘性起的作用很小，流体确实可以看成是无粘的。这样，很多理想流体力学理论就有了应用的地方。但在邻近物体表面附近的一薄层中，粘性起着重要的作用而不能忽略。边界层理论则提供了一个将这两个区域结合起来的理论框架。边界层这样一个现在看来是显而易见的现象，是德国的普朗特在水槽中直接观察到的。这虽也是很多人可以观察到的，却未引起重视，普朗特的重大贡献就在于他提出了处理这种把两个物理机制不同的区域结合起来的理论方法。这一理论提出后，在经过约10年的时间，奠定了近代流体力学的基础。 流体力学又是很多工业的基础。最突出的例子是航空航天工业。可以毫不夸大地说，没有流体力学的发展，就没有今天的航空航天技术。当然，航空航天工业的需要，也是流体力学，特别是空气动力学发展的最重要的推动力。就以亚音速的民航机为例，如果坐在一架波音747飞机上，想一下这种有400多人坐在其中，总重量超过300吨，总的长宽有大半个足球场大的飞机，竟是由比鸿毛还轻的空气支托着，这是任何人都不能不惊叹流体力学的成就。更不用说今后会将出现更大、飞行速度更快的飞机。 同样，也不可能想象，没有流体力学的发展，能设计制造排水量超过50万吨的船舶，能建造长江三峡水利工程这种超大规模工程，能设计90万kW汽轮机组，能建造每台价值超过10亿美元的海上采油平台，能进行气候的中长期预报，等等。甚至天文上观测到的一些宇宙现象，如星系螺旋结构形成的机理，也通过流体力学中形成的理论得到了解释。近年来从流体力学的角度对鱼类游动原理的研究，发现了采用只是摆动尾部（指身体大部不动）来产生推进力的鱼类，最好的尾型应该是细长的月牙型。这正是经过几亿年进化而形成的鲨鱼和鲸鱼的尾型，而这些鱼类的游动能力在鱼类中是最好的。这就为生物学进化方面提供了说明，引起了生物学家的很大兴趣。 所以很明显，流体力学研究，既对整个科学的发展起了重要的作用，又对很多与国计民生有关的工业和工程，起着不可缺少的作用。它既有基础学科的性质，又有很强的应用性，是工程科学或技术科学的重要组成部分。今后流体力学的发展仍应二者并重。 本世纪的流体力学取得多方面的重大进展，特别是在本世纪下半叶，由于实验测试技术、数值计算手段和分析方法上的进步，在多种非线性流动以及力学和其他物理、化学效应相耦合的流动等方面呈现了丰富多采的发展态势。 在实验方面，已经建立了适合于研究不同马赫数、雷诺数范围典型流动的风洞、激波管、弹道靶以及水槽、水洞、转盘等实验设备，发展了热线技术、激光技术、超声技术和速度、温度、浓度及涡度的测量技术，流动显示和数字化技术的迅猛发展使得大量数据采集、处理和分析成为可能，为提供新现象和验证新理论创造了条件。 流体力学是在人类同自然界作斗争，在长期的生产实践中，逐步发展起来的。早在几千年前，劳动人民为了生存，修水利，除水害，在治河防洪，农田灌溉，河道航运，水能利用等方面总结了丰富的经验。我国秦代李冰父子根据“深淘滩，低作堰”的工程经验，修建设计的四川都江堰工程具有相当高的科学水平，反映出当时人们对明渠流和堰流的认识已经达
流体力学练习题
一、选择题 1、连续介质假设意味着 B 。 （A）流体分子互相紧连；（B）流体的物理量是连续函数； （C）流体分子间有间隙；（D）流体不可压缩 2、静止流体A 剪切应力。 （A）不能承受；（B）可以承受； （C）能承受很小的；（D）具有粘性是可承受 3、温度升高时，空气的粘度 B 。 （A）变小；（B）变大；（C）不变；（D）可能变大也可能变小 4、流体的粘性与流体的 D 无关。 （A）分子的内聚力；（B）分子的动量交换；（C）温度；（D）速度梯度5、在常温下，水的密度为 D kg/m3。 （A）1 ；（B）10 ；（C）100；（D）1000 6、水的体积弹性模量 A 空气的体积弹性模量。 （A）大于；（B）近似等于；（C）小于；（D）可能大于也可能小于 7、 C 的流体称为理想流体。 （A）速度很小；（B）速度很大；（C）忽略粘性力；（D）密度不变 8、 D 的流体称为不可压缩流体。 （A）速度很小；（B）速度很大；（C）忽略粘性力；（D）密度不变 9、与牛顿内摩擦定律直接有关系的因素是 B （A）切应力和压强；（B）切应力和剪切变形速率； （C）切应力和剪切变形；（D）切应力和速度。 10、水的粘性随温度升高而 B （A）增大；（B）减小；（C）不变；（D）不确定 11、气体的粘性随温度的升高而A （A）增大；（B）减小；（C）不变；（D）不确定。 12、理想流体的特征是C （A）粘度是常数；（B）不可压缩；（C）无粘性；（D）符合pV=RT。 13、以下关于流体粘性的说法中不正确的是 D
（A）粘性是流体的固有属性； （B）粘性是在运动状态下流体具有抵抗剪切变形速率能力的量度； （C）流体的粘性具有传递运动和阻滞运动的双重作用； （D）流体的粘性随温度的升高而增大。 14、按连续介质的概念，流体质点是指 D （A）流体的分子；（B）流体内的固体颗粒；（C）无大小的几何点； （D）几何尺寸同流动空间相比是极小量，又含有大量分子的微元体。 15、理想流体与实际流体的主要区别在于（ A ）。 （A）是否考虑粘滞性；（B）是否考虑易流动性； （C）是否考虑重力特性；（D）是否考虑惯性 16、对于不可压缩流体，可认为其密度在流场中（D） （A）随压强增加而增加；（B）随压强减小而增加 （C）随体积增加而减小；（D）与压强变化无关 17、液体与气体都是流体，它们在静止时不能承受（C ）。 （A）重力；（B）压力；（C）剪切力；（D）表面张力 18、下列流体的作用力中，不属于质量力的是（ B ）。 （A）电磁力；（B）粘性内摩擦力；（C）重力；（D）惯性力 19、在连续介质假设下，流体的物理量（ D ）。 （A）只是时间的连续函数；（B）只是空间坐标的连续函数； （C）与时间无关；（D）是空间坐标及时间的连续函数 20、用一块平板挡水，平板形心的淹深为h c，压力中心的淹深为h D，则h c A h D。（A）大于；（B）小于；（C）等于；（D）可能大于也可能小于 21、静止流体的点压强值与 B 无关。 （A）位置；（B）方向；（C）流体种类；（D）重力加速度 22、油的密度为800kg/m3，油处于静止状态，油面与大气接触，则油面下0.5m 处的表压强为 D kPa。 （A）0.8 ；（B）0.5；（C）0.4；（D）3.9
流体力学 大作业
一.选择题 1.牛顿内摩擦定律适用于（）。 A．任何流体B．牛顿流体C．非牛顿流体 2.液体不具有的性质是（）。 A．易流动性B．压缩性C．抗拉性D．粘滞性 3连续介质假定认为流体（）连续。 A．在宏观上B．在微观上C．分子间D．原子间 4.在国际单位制中流体力学基本量纲不包括（）。 A．时间B．质量C．长度D．力． 5.在静水中取一六面体，作用在该六面体上的力有（） A．切向力、正压力B．正压力C．正压力、重力D．正压力、切向力、重力 6．下述哪些力属于质量力( ) A．惯性力B．粘性力C．弹性力D．表面张力E．重力 7．某点存在真空时，（）（） A．该点的绝对压强为正值B．该点的相对压强为正值c.该点的绝对压强为负值D．该点的相对压强为负值 8.流体静压强的（）。 A．方向与受压面有关B．大小与受压面积有关B．大小与受压面方位无关 9.流体静压强的全微分式为（）。 A．B．C． 10.压强单位为时，采用了哪种表示法（）。 A．应力单位B．大气压倍数C．液柱高度 11.密封容器内液面压强小于大气压强，其任一点的测压管液面（）。A．高于容器内液面B．低于容器内液面C．等于容器内液面 12.流体运动的连续性方程是根据（）原理导出的。 A.动量守恒 B. 质量守恒 C.能量守恒 D. 力的平衡 13. 流线和迹线重合的条件为（）。
A.恒定流 B.非恒定流 C.非恒定均匀流 14.总流伯努利方程适用于（）。 A.恒定流 B.非恒定流 C.可压缩流体 15. 总水头线与测压管水头线的基本规律是：（）、（） A.总水头线总是沿程下降的。 B.总水头线总是在测压管水头线的上方。 C.测压管水头线沿程可升可降。 D.测压管水头线总是沿程下降的。 16 管道中液体的雷诺数与（）无关。 A. 温度 B. 管径 C. 流速 D. 管长 17.. 某圆管直径d=30mm，其中液体平均流速为20cm/s。液体粘滞系数为0.0114cm3/s，则此管中液体流态为（）。 A. 层流 B. 层流向紊流过渡 C.紊流 18.等直径圆管中紊流的过流断面流速分布是（）A呈抛物线分布B. 呈对数线分布 C.呈椭圆曲线分布 D. 呈双曲线分布 19.等直径圆管中的层流，其过流断面平均流速是圆管中最大流速的（） A 1.0倍B.1/3倍C. 1/4倍D. 1/2倍 20.圆管中的层流的沿程损失与管中平均流速的（）成正比. A. 一次方 B. 二次方 C. 三次方 D. 四次方 21..圆管的水力半径是( ) A. d/2 B. d/3 C. d/4 D. d/5. 22谢才公式中谢才系数的单位是（）A. 无量纲B. C. D. . 23. 判断层流和紊流的临界雷诺数是（） A.上临界雷诺数 B.下临界雷诺数 C.上下临界雷诺数代数平均 D.上下临界雷诺数几何平均 24.. 对于管道无压流，当充满度分别为（）时，其流量和速度分别达到最大。 A. 0.5, 0.5 B. 0.95, 0.81 C. 0.81, 081 D. 1.0, 1.0 25.对于a, b, c三种水面线，下列哪些说法是错误（）（） A．所有a、c型曲线都是壅水曲线，即，水深沿程增大。B．所有b型曲线都是壅水曲线，即，水深沿程增大。C．所有a、c型曲线都是降水曲线，即，水深沿程减小。C．所有b型曲线都是降水曲线，即，水深沿程减
流体力学发展简史.
流体力学发展简史 流体力学作为经典力学的一个重要分支，其发展与数学、力学的发展密不可分。它同样是人类在长期与自然灾害作斗争的过程中逐步认识和掌握自然规律，逐渐发展形成的，是人类集体智慧的结晶。 人类最早对流体力学的认识是从治水、灌溉、航行等方面开始的。在我国水力事业的历史十分悠久。 4000多年前的大禹治水，说明我国古代已有大规模的治河工程。 秦代，在公元前256-前210年间便修建了都江堰、郑国渠、灵渠三大水利工程，特别是李冰父子领导修建的都江堰，既有利于岷江洪水的疏排，又能常年用于灌溉农田，并总结出“深淘滩，低作堰”、"遇弯截角，逢正抽心"的治水原则。说明当时对明槽水流和堰流流动规律的认识已经达到相当水平。 西汉武帝（公元前156-前87）时期，为引洛水灌溉农田，在黄土高原上修建了龙首渠，创造性地采用了井渠法，即用竖井沟通长十余里的穿山隧洞，有效地防止了黄土的塌方。 在古代，以水为动力的简单机械也有了长足的发展，例如用水轮提水，或通过简单的机械传动去碾米、磨面等。东汉杜诗任南阳太守时（公元37年）曾创造水排（水力鼓风机），利用水力，通过传动机械，使皮制鼓风囊连续开合，将空气送入冶金炉，较西欧约早了一千一百年。 古代的铜壶滴漏（铜壶刻漏）--计时工具，就是利用孔口出流
使铜壶的水位变化来计算时间的。说明当时对孔口出流已有相当的认识。 北宋（960-1126）时期，在运河上修建的真州船闸与十四世纪末荷兰的同类船闸相比，约早三百多年。 明朝的水利家潘季顺（1521-1595）提出了"筑堤防溢，建坝减水，以堤束水，以水攻沙"和"借清刷黄"的治黄原则，并著有《两河管见》、《两河经略》和《河防一揽》。 清朝雍正年间，何梦瑶在《算迪》一书中提出流量等于过水断面面积乘以断面平均流速的计算方法。 欧美诸国历史上有记载的最早从事流体力学现象研究的是古希腊学者 阿基米德（Archimedes，公元前287－212），在公元前250年发表学术论文《论浮体》，第一个阐明了相对密度的概念，发现了物体在流体中所受浮力的基本原理──阿基米德原理。 著名物理学家和艺术家列奥纳德达芬奇（Leonardo.da.Vinci,1452－1519）设计建造了一小型水渠，系统地研究了物体的沉浮、孔口出流、物体的运动阻力以及管道、明渠中水流等问题。 斯蒂文（S.Stevin,1548-1620）将用于研究固体平衡的凝结原理转用到流体上。 伽利略（Galileo,1564-1642）在流体静力学中应用了虚位移原理，并首先提出，运动物体的阻力随着流体介质密度的增大和速度
流体力学模拟测试习题及参考答案
流体力学模拟测试习题及参考答案 一、单项选择题（共15分，每小题１分） 1、下列各力中，属于质量力的是（）。 A．离心力 B．摩擦力 C．压力 D．表面张力 2、下列关于流体粘性的说法中，不准确的说法是（）。A．粘性是实际流体的固有属性 B．构成流体粘性的因素是流体分子间的吸引力 C．流体粘性具有传递运动和阻碍运动的双重性 D．动力粘度与密度之比称为运动粘度 3、在流体研究的欧拉法中，流体质点的加速度由当地加速度和迁移加速度组成，当地加速度反映（）。 A．流体的压缩性 B．由于流体质点运动改变了空间位置而引起的速度变化率 C．流体速度场的不稳定性 D．流体速度场的不均匀性 4、重力场中流体的平衡微分方程为（）。 A． B． C． D． =gdz dpρ - = - =dz gdz dp- =gdz dpρ dpρ
5、无旋流动是指（ ）的流动。 A ．速度环量为零 B ．迹线是直线 C ．流线是直线 D ．速度环量不为零 6、压强的量纲是（ ）。 A. B. C. D. 7、已知不可压缩流体的流速场为 则流动不属于（ ）。 A ．非均匀流 B ．非稳定流动 C ．稳定流动 D ．三维流动 8、动量方程 的适用条件是( ) 。 A ．仅适用于理想流体作定常流动 B ．仅适用于粘性流体作定常流动 C ．适用于理想流体与粘性流体作定常或非定常流动 D ．适用于理想流体与粘性流体作定常流动 9、在重力场中作稳定流动的系统，沿流动方向总水头线维持水平的条件是 ( ) 。 []p []2-MLt []21--t ML []11--t ML []1-MLt 0 ),,() ,(??? ??===w t z x f z y f u υin out QV QV F ) ()(ρρ∑-∑=∑
游泳第一章
第一节游泳运动与心肺功能 在影响人体健康的众多因素中，心肺功能占有重要地位，因为它决定着人体的氧供应。氧气从体外进入人体内被人体生命活动所利用的整个过程，必须由心肺功能来完成。游泳时，在水的压力，浮力，阻力等因素的作用下，对人体心肺功能提出了较高的要求。因此，经常进行游泳锻炼，可以使心肺功能得到明显的改善和提高，特别是对仍处于生长发育阶段的青少年学生来说，心肺功能的促进更有益于他们的健康成长。 一、游泳运动能有效地改善心血管系统技能 （1）由于水的浮力，游泳运动成为唯一一项人体以水平姿势进行运动的项目。当人体平卧于水中时，人体的头部、上下肢与心脏在同一水平面上，血液循环处于水平横向流动状态。在水压的作用下，血液从肢体回流至心脏也较为容易，从而增加了心脏容积，增强了心肌搏动的力量，使心脏功能得到充分改善。 （2）游泳时，人体中几乎所有的肌肉群都参与活动，这需要血液源源不断地通过密布的毛细血管把氧气和营养物质输送到肌肉群，这就要求心脏提高工作能力，其结果是促使心肌以及血管壁增厚、弹性加大，心脏每搏输出量增多，从而使心血管系统的功能得到加强。比如，一般人在安静状态下每分钟心脏跳动约66~72次，每搏输出量约60~80毫升；长期参加游泳锻炼的人，心肌发达、心脏收缩能力高，因而他们安静状态下每分钟心跳只有50~60次，每搏输出量却可达到90~120毫升。所以经常参加游泳锻炼的人，心肌不易疲劳，心脏的工作效率大大提高，为从事体力劳动或进行剧烈活动储备了力量。 （3）游泳还可以使血管壁的弹性增强、毛细血管的数量增加，明显的提高循环系统机能，从而使人体保持良好体力，维持良好的健康水平。 （4）从生理角度来看，游泳时身体常受冷水刺激。这种刺激能促使毛细血管急剧收缩，从而能促进血管末梢的血液回流心脏。受其影响，心脏的新鲜血液不断地流至全身，使血液处于良性循环状态，而这种良性循环能够预防血管老化。 二、游泳运动能增强呼吸系统的机能 在各种运动项目中，提高呼吸机能最好的方法就是参加游泳锻炼。这是因为： （1）游泳时人的胸腔和腹部都受水的压力，其中胸腔承受的压力为120~150牛顿，呼吸时必须克服这种压力，从而促使呼吸肌加倍努力工作，以满足游泳运动时人体对氧的需要。这种外界环境的负荷使呼吸肌逐渐发达、强壮，变得更为有力。 （2）游泳时的呼吸节奏与陆上运动的不同。由于受水环境的制约，呼吸次数不宜过多，并需与技术动作保持协调配合，这样就势必要加大呼吸深度才能满足人体对氧的需求。长期的游泳锻炼，可以使呼吸深度增加，肺活量提高。而肺活量的提高反映着肺功能的增强，也就是说，肺活量的增大，能够保证在每次呼吸时，充分吸入氧气，排出二氧化碳，使身体组
计算流体力学大作业
1 提出问题 [问题描述] Sod 激波管问题是典型的一类Riemann 问题。如图所示，一管道左侧为高温高压气体，右侧为低温低压气体，中间用薄膜隔开。t=0 时刻，突然撤去薄膜，试分析其他的运动。 Sod 模型问题：在一维激波管的左侧初始分布为：0 ,1 ,1111===u p ρ，右侧分布为：0 ,1.0 ,125.0222===u p ρ，两种状态之间有一隔膜位于5.0=x 处。隔膜突然去掉，试给出在14.0=t 时刻Euler 方程的准确解，并给出在区间10≤≤x 这一时刻u p , ,ρ的分布图。 2 一维Euler 方程组 分析可知，一维激波管流体流动符合一维Euler 方程，具体方程如下： 矢量方程： 0U f t x ??+=?? (0.1) 分量方程： 连续性方程、动量方程和能量方程分别是： 2 22,,p u ρ
() ()()()2 000u t x u u p t x x u E p E t x ρρρρ???+ =?????????++=? ??????+?????+ =????? (0.2) 其中 22v u E c T ρ?? =+ ?? ? 对于完全气体，在量纲为一的形式下，状态方程为： ()2 p T Ma ργ∞ = (0.3) 在量纲为一的定义下，定容热容v c 为： () 21 1v c Ma γγ∞= - (0.4) 联立(1.2)，(1.3)，(1.4)消去温度T 和定容比热v c ，得到气体压力公式为： ()2112p E u γρ??=-- ??? (0.5) 上式中γ为气体常数，对于理想气体4.1=γ。 3 Euler 方程组的离散 3.1 Jacibian 矩阵特征值的分裂 Jacibian 矩阵A 的三个特征值分别是123;;u u c u c λλλ==+=-，依据如下算法将其分裂成正负特征值： () 12 222 k k k λλελ±±+= (0.6) 3.2 流通矢量的分裂 这里对流通矢量的分裂选用Steger-Warming 分裂法，分裂后的流通矢量为 ()()()()()()()12312322232121212122f u u c u c u u c u c w γλλλργλλλγλλγλ?? ? -++ ?=-+-++ ? ? ? -+-+++ ??? ＋＋＋＋＋＋＋ ＋＋ ＋＋ (0.7)
《流体力学》模拟题
《流体力学》模拟题(一) 一、选择题 1. 堰流流量Q与堰上全水头H0的关系是（）。 （a）1/2次方的关系 (b) 1次方的关系 （c）3/2次方的关系 (d)2次方的关系 2．理想流体与实际流体的主要区别在于( )。 (a) 是否考虑粘滞性 (b) 是否考虑易流动性 (c) 是否考虑重力特性 (d) 是否考虑惯性 3．在均质孔隙介质中,渗流流速u与水力坡降J的几次方成比例( )。 （a）1/2次方 (b) 1次方 （c）3/2次方 (d)2次方 4．对于实际流体,总水头线是（）的线。 （a）沿程下降。（b）沿程升高。。 （c）沿程可升可降。（d）沿程不升不降。 二、判断题 判断下列说法是否正确。若正确在括号内划√，否则划 。 1．动能修正系数与断面流速分布有关。（） 2．临界雷诺数的大小与流体的性质无关。（） 3．长短是指管道几何长度长的管道。（） 4．谢齐（Chezy）公式适用于紊流粗糙区。（） 5．按程沿程阻力系数的变化规律,尼古拉滋试验曲线分为三个
区。（） 6．对于以重力为主导因素的流动，可按佛劳德准则进行模型设计。（） 三、简答题 1.等压面是水平面的条件有那些？ 2.流体静压强的有那两个特性？ 3.明渠均匀流有那些特性？ 4. 说明描述流体运动的两种方法（拉格朗日法与欧拉法）的主 要区别。
四、绘图题 1. 绘出下面图中平面上相对压强分布图。 2. 绘出下面图中曲面上的压力体图。 五、计算题 1. 在封闭水箱中，m 5.1=h ，m z 5.0=（如图），压力表读数为4.9KN/m 2，求A 点和水面压强。 2．圆形有压涵管穿过路基，管长m l 50=，管径m d 0.1=，上下游水位差m H 3=，管路沿程阻力系数03.0=λ，局部阻力系数：进口5.0=e ζ，弯管65.0=b ζ，水下出口0.1=se ζ，求通过流量？
流体力学-大作业
一.选择题 1.牛顿摩擦定律适用于（）。 A．任何流体B．牛顿流体C．非牛顿流体 2.液体不具有的性质是（）。 A．易流动性B．压缩性C．抗拉性D．粘滞性 3连续介质假定认为流体（）连续。 A．在宏观上B．在微观上C．分子间D．原子间 4.在国际单位制中流体力学基本量纲不包括（）。 A．时间B．质量C．长度D．力． 5.在静水中取一六面体，作用在该六面体上的力有（） A．切向力、正压力B．正压力 C．正压力、重力 D．正压力、切向力、重力 6．下述哪些力属于质量力 ( ) A．惯性力B．粘性力C．弹性力D．表面力 E．重力 7．某点存在真空时，（）（） A．该点的绝对压强为正值B．该点的相对压强为正值 c.该点的绝对压强为负值D．该点的相对压强为负值 8.流体静压强的（）。 A．方向与受压面有关 B．大小与受压面积有关 B．大小与受压面方位无关 9.流体静压强的全微分式为（）。 A．B．C． 10.压强单位为时，采用了哪种表示法（）。 A．应力单位B．大气压倍数C．液柱高度 11.密封容器液面压强小于大气压强，其任一点的测压管液面（）。A．高于容器液面B．低于容器液面C．等于容器液面 12.流体运动的连续性方程是根据（）原理导出的。 A.动量守恒 B. 质量守恒 C.能量守恒 D. 力的平衡 13. 流线和迹线重合的条件为（）。
A.恒定流 B.非恒定流 C.非恒定均匀流 14.总流伯努利方程适用于（）。 A.恒定流 B.非恒定流 C.可压缩流体 15. 总水头线与测压管水头线的基本规律是：（）、（） A.总水头线总是沿程下降的。 B.总水头线总是在测压管水头线的上方。 C.测压管水头线沿程可升可降。 D.测压管水头线总是沿程下降的。 16 管道中液体的雷诺数与（）无关。 A. 温度 B. 管径 C. 流速 D. 管长 17.. 某圆管直径d=30mm，其中液体平均流速为20cm/s。液体粘滞系数为0.0114cm3/s，则此管中液体流态为（）。 A. 层流 B. 层流向紊流过渡 C.紊流 18.等直径圆管中紊流的过流断面流速分布是（） A呈抛物线分布 B. 呈对数线分布 C.呈椭圆曲线分布 D. 呈双曲线分布 19.等直径圆管中的层流，其过流断面平均流速是圆管中最大流速的（） A 1.0倍 B.1/3倍 C. 1/4倍 D. 1/2倍 20.圆管中的层流的沿程损失与管中平均流速的（）成正比. A. 一次方 B. 二次方 C. 三次方 D. 四次方 21..圆管的水力半径是 ( ) A. d/2 B. d/3 C. d/4 D. d/5. 22才公式中才系数的单位是（） A. 无量纲 B. C. D. . 23. 判断层流和紊流的临界雷诺数是（） A.上临界雷诺数 B.下临界雷诺数 C.上下临界雷诺数代数平均 D.上下临界雷诺数几何平均 24.. 对于管道无压流，当充满度分别为（）时，其流量和速度分别达到最大。 A. 0.5, 0.5 B. 0.95, 0.81 C. 0.81, 081 D. 1.0, 1.0 25.对于a, b, c三种水面线，下列哪些说法是错误（）（） A．所有a、c型曲线都是壅水曲线，即，水深沿程增大。 B．所有b型曲线都是壅水曲线，即，水深沿程增大。 C．所有a、c型曲线都是降水曲线，即，水深沿程减小。 C．所有b型曲线都是降水曲线，即，水深沿程减
流体力学复习题(专升本)
《流体力学》复习题（专升本） 一、填空题 1、在作纯剪切流动时满足 的流体称为牛顿流体，生活中常见的牛顿流体有 和 。 2、在静止或相对静止的流体中，任一作用面的流体静压强的方向为 。 3、描述 来研究流体运动的方法称为欧拉法。 4、静止非均质流体的水平面是 、 和 。 5、无限空间淹没射流中，沿着气体射流的方向，边界层厚度 ，射流轴心速度 ，断面上的动量 。 6、常见的质量力有 、 ，表面力有 、 。 7、雷诺数反映了 的比值，弗诺德数反映了 的比值。 8、 、 和 之和，称为总压。 9、流体力学中三个主要力学模型是 、 、 。 10、均匀流过流断面上压强分布服从于 。 11、流体受压，体积缩小，密度 的性质，称为流体的 ；流体受热，体积膨胀，密度 的性质，称为流体的 。 12、静止非均质流体的水平面是 、 和 。 13、流线不能相交（驻点处除外），也不能是折线，因为 ，流线只能是一条光滑的 。 14、由紊流转变为层流的临界流速k v 由层流转变为紊流的临界流速k v '，其中k v '称为 ，k v 称为 。对圆管来说，临界雷诺数值=k Re 。 15、泵和风机的全效率等于 ， 及 的乘积。 二、选择题 1．连续介质模型意味着 。 （A ）流体分子之间没有间隙 （B ）流体中的物理参数是连续函数 （C ）流体分子之间有间隙 （D ）流体不可压缩 2．静止流体中任意一点的压强与 无关。 （A ）点的位置 （B ）作用面的方向 （C ）流体的种类 （D ）重力加速度
3．水平管道的截面逐渐缩小，管内水流的速度。 (A) 逐渐变大 (B) 逐渐变小 (C) 不改变 (D) 没有变化规律 4．在总流的伯努利方程中，速度V是___________速度。 (A) 在截面上的任意点的速度 (B) 截面平均速度 (C) 截面形心处的速度 (D) 截面上的最大速度 5．在总流的伯努利方程中，湍流的动能修正系数总是___________层流的动能修正系数。 (A) 大于 (B) 不小于 (C) 等于 (D) 小于 6．如果_______，则沿程损失系数λ不受壁面粗糙度?的影响。 (A) 雷诺数足够大 (B) 在紊流光滑区 (C) 在紊流过渡区 (D) 速度足够大 7．如果忽略流体的重力效应，则不需要考虑哪一个相似性参数？________ （A）弗劳德数（B）雷诺数 （C）欧拉数（D）马赫数 8．根据泵与风机的工作原理，离心式泵属于哪种类型的泵?__________ （A）容积式（B）往复式 （C）叶片式（D）其它类型的泵 9．离心式泵的主要部件不包括__________ （A）叶轮（B）汽缸 （C）机壳（D）吸入室 10．下面的哪一条曲线是泵的特性曲线？__________。 （A）泵所提供的流量与扬程（B）流量与沿程损失系数之间 之间的关系曲线的关系曲线 （C）管路的流量与扬程（D）管路的性能曲线 之间的关系曲线 11、在一个储水箱的侧面上、下安装有两只水银U形管测压计（如图），当箱顶部压强Po＝1atm时，两测压计水银柱高之差△h=h1-h2=760mmHg，如果顶部再压入一部分空气，使Po ＝2atm时。则△h应为（） A．△h=－760mmHg B．△h= 0mmHg C．△h= 760mmHg D．△h=1520mmHg 12、亚音速流动，是指马赫数__________时的流动。（） A．等于1B．等于临界马赫数C．大于1D．小于1 13、气体温度增加，气体粘度（）
湖北工业大学流体力学作业答案版
1、已知油的重度为7800N/m 3，求它的密度和比重。试求0.2m 3此种油的质量和重量各为多少 已已知知：：γ＝7800N/m 3；V ＝0.2m 3。 解析：(1) 油的密度为 3kg/m 79581 .97800===g γ ρ； 油的比重为 795.01000 795O H 2===ρρ S (2) 0.2m 3的油的质量和重量分别为 kg 1592.0795=?==V M ρ N 15602.07800=?==V G γ 2、体积为5m 3的水在温度不变的条件下，压力从1大气压增加到5大气压，体积减小了1L ，求水的体积压缩系数和弹性系数值。 已已知知：：V ＝5.0m 3，p 1＝×105Pa ，p 2＝×105Pa ，ΔV ＝1L 。 解析：由(1－9)和(1－10)式，得水的体积压缩系数及弹性系数值分别为 N /m 100.510 )0.10.5(0.5100.1d d 21053 p --?=?-??=-=p V V β 2910p m /N 100.2100.511?=?== -βE 3、一块可动平板与另一块不动平板同时浸在某种液体中，它们之间的距离为0.5mm ，可动板若以 0.25m/s 的速度移动，假设板间流体中的速度分布是线性的，为了维持这个速度需要单位面积上的作用力为2N/m 2，求这两块平板间流体的动力黏度μ。 解：板间流体的速度梯度可计算为 13du u 0.25500s dy y 0.510 --===? 由牛顿切应力定律d d u y τμ=，可得两块平板间流体的动力黏度为 3d 410Pa s d y u τμ-= =?? 4、流场的速度分布为2265375x y z u xy xt u y u xy zt =+=-=-，，，求流体在点（2，1，4）和时间t =3s 时的速度、加速度。
重大流体力学实验1(流体静力学实验)
《流体力学》实验报告 开课实验室：年月日 学院年级、专业、班姓名成绩 课程名称流体力学实验 实验项目 名称 流体静力学实验 指导教 师 教师 评语教师签名： 年月日 一、实验目的 1、验证静力学的基本方程； 2、学会使用测压管与U形测压计的量测技能； 3、理解绝对压强与相对压强及毛细管现象； 4、灵活应用静力学的基本知识进行实际工程测量。 二、实验原理 流体的最大特点是具有易动性，在任何微小的剪切力作用下都会发生变形，变形必将引起质点的相对运动，破坏流体的平衡。因此，流体处于静止或处于相对静止时，流体内部质点之间只体现出压应力作用，切应力为零。此应力称静压强。静压强的方向垂直并指向受压面，静压强大小与其作用面的方位无关，只与该点位置有关。 1、静力学的基本方程静止流体中任意点的测压管水头相等，即：z + p /ρg=c 在重力作用下， 静止流体中任一点的静压强p也可以写成：p=p + ρg h 2、等压面连续的同种介质中，静压强值相等的各点组成的面称为等压面。质量力只为重力时， 静止液体中，位于同一淹没密度的各点的静压强相等，因此再重力作用下的静止液体中等压面是水平面。若质量有惯性时，流体做等加速直线运动，等压面为一斜面；若流体做等角速度旋转运动，等压面为旋转抛物面。 3、绝对压强与相对压强流体压强的测量和标定有俩种不同的基准，一种以完全真空时绝对压强 为基准来计量的压强，一种以当地大气压强为基准来计量的压强。
三、使用仪器、材料 使用仪器：盛水密闭容器、连通管、U 形测压管、真空测压管、通气管、通气阀、截止阀、加 压打气球、减压阀 材 料：水、油 四、实验步骤 1、熟悉一起的构成及其使用方法； 2、记录仪器编号及各点标高，确立测试基准面； 测点标高a ?=1.60CM b ?=-3.40CM c ? =-6.40CM 测点位能a Z =8.00CM b Z = 3.00CM c Z =0.00CM 水的容重为a=0.0098N/cm 3 3、测量各点静压强：关闭阀11，开启通气阀6，0p =0，记录水箱液面标高0?和测管2液面标高2?（此时0?=2?）；关闭通气阀6和截止阀8，开启减压放水阀11，使0p > 0，测记0?及2?（加压3次）；关闭通气阀6和截止阀8，开启减压放水阀11，使0p < 0（减压3次，要求其中一次，2?< 3?），测记0?及2?。 4、测定油容量 （1）开启通气阀6，使0p =0，即测压管1、2液面与水箱液面齐平后再关闭通气阀6和截止阀8，加压打气球7，使0p > 0，并使U 形测压管中的油水界面略高于水面，然后微调加压打气球首部的微调螺母，使U 形测压管中的油水界面齐平水面，测记0?及2?，取平均值，计算 0?-2?=H 1。设油的容重为r ，为油的高度h 。由等压面原理得：01p =a H=r h （1.4） a 为水的容重 （2）开启通气阀6，使0p =0，即测压管1、2液面与水箱液面齐平后再关闭通气阀6和截止阀8，开启放水阀11减压，使U 形管中的水面与油面齐平，测记0?及2?，取平均值，计算0?-2?=H 2。得：02p =-a H 2=(r-a)h （1.5） a 为水的容重 式（1.4）除以式（1.5），整理得：H 1/ H 2=r/(a-r) r= H 1a/( H 1+ H 2)
流体力学模拟试题一
1 一、单项选择题(本大题共10小题，每小题2分，共20分) 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的 括号内。错选、多选或未选均无分。 1．流体在静止时() A．既可以承受压力，也可以承受剪切力 B．既不能承受压力，也不能承受剪切力 C．不能承受压力，可以承受剪切力 D．可以承受压力，不能承受剪切力 2．如图所示，密闭容器上装有U型水银测压计。在同一水平面上1、2、3点上的压强关系 为() Array A．p1=p2=p3 B．p1＜p2＜p3 C．p1＞p2＞p3 D．p1＞p2=p3 3．恒定流一定是() A．当地加速度为零B．迁移加速度为零 C．向心加速度为零D．质点加速度为零 4．在总流伯努利方程中，压强P是渐变流过流断面上的() A．某点压强B．平均压强 C．最大压强D．最小压强 5．圆管均匀流过流断面上切应力符合() A．均匀分布 B．抛物线分布 C．管轴处为零、管壁处最大的线性分布 D．管壁处为零、管轴处最大的线性分布 6．如图所示，安装高度不同、其他条件完全相同的三根长管道的流量关系为() 1
2 A ．Q 1=Q 2=Q 3 B ．Q l ＜Q 2＜Q 3 C ．Q l ＞Q 2＞Q 3 D ．Q l ＜Q 2=Q 3 二、填空题(本大题共10小题，每小题2分，共20分) 请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。 11．动力粘度μ与运动粘度v 的关系为μ=__________。 12．水的体积模量(体积弹性模量)K =2.1×109N/m 2，压强增加196kPa 后，8m 3水的体积减小 量为__________m 3． 13．液体静力学基本方程z + g p ρ=C 的物理意义是静止液体中各点单位重量液体具有的__________相等。 14．在紊流光滑区，25.0Re 3164 .0=λ，则沿程水头损失h f 与流速v 的__________次方成正比。 15．绕流阻力包括摩擦阻力和__________阻力。 16．孔口外接短管，成为管嘴出流，增加了阻力，但流量不减，反而增加，这是由于_______ 的作用。 四、计算题(本大题共3小题，每小题5分，共15分) 26．图示一有压管道，小管直径d A =0.2m ，大管直径d B =0.4m ，A 点压强水头为7mH 2O ，B 点压强水头为4mH 2O ，已知大管断面平均流速v B =1m/s ，B 点比A 点高1m ．求管中水流的方向。
游泳理论习题
游泳理论习题 1.什么是游泳？ 答：游泳是一种凭借自身肢体动作和水的相互作用力，在水上漂浮前进或在水中潜游，而进行的有意识的技能活动。 2.什么是竞技游泳？ 答：竞技游泳是指有特定技术要求，按游泳竞赛规则规定进行竞赛的游泳运动项目。 3.什么是实用游泳？ 答：实用游泳是指直接为生产、军事、生活服务的游泳活动，包括踩水、侧泳、反蛙泳、潜泳、水上救护、着装洇渡等非竞技游泳。 4.什么是大众游泳？ 答：一种以增强体质为宗旨，以丰富人们文化生活为目的的大众游泳活动，如娱乐游泳、水中游戏、康复游泳、健身游泳等。 5.什么是浮力？ 答：浮力系根据阿基米德定理，物体入水后必排开等量的水，由于水的难以压缩特性，以体积换取等量容积得到水的支撑力是向上的，故称浮力。 6.什么是游泳推进力？ 答：是指游泳时推进人体前进的力。游泳的推进力可划分为，阻力推进力与升力推进力。 7.什么是动作节奏？ 答：一种意义是指动作周期内部技术各环节速度时间比例关系。各项技术有各自的节奏要求，在任何情况下（如频率变化）各阶段速度的对比关系不应有较大或倒置现象，只能按原有对比关系随速度变化按比例增减。 例如：爬泳划水，入水时慢，划水加快，出水时移臂最快，当频率变化时，各阶段速度仍要按此规律增减。 另一种意义既是指一组动作或一阶段动作中不同阶段的速度变化。如前段快后段慢等等。
答：某一完整动作全过程所用的时间。 分为：完整动作周期和单个动作周期。 如：自由泳和仰泳：一臂划水就可以说是单个动作周期。即从左手入水到下一次左手入水的过程。采用交替划水时一个动作周期有两次划水就可以称为完整动作周期。 蛙泳和蝶泳：一个动作周期只有一次划水。 1.秒表计算法：5个动作周期所用的时间除以5。 2.电影片计算法：根据摄影机每秒拍摄影片的格 数和技术动作的格数来计算动作周期的时间。 9.什么是动作频率？ 答：是指单位时间内动作周期（划水、打腿或蹬腿动作）的重复次数。 10.什么是动作效果？ 答：是指每次有效动作身体产生的位移距离。 11.什么是划水次数？ 答：指单位距离内划水的次数。划次越多时频率越快，划步越短。 12.什么是划水距离？ 答：是指一个完整动作周期完成后身体游进的距离，又称划距、划幅或划步。以米/次表示。 13.什么是划步？ 答：指每次划水身体产生的位置移动距离，它取决于划水的效果。在距离一定时，划水次数越少，划步越大。在一定速度时，划次越多，划速越快。以米/次表示。 14.什么是划水速度？ 答：指每次划水或每几次划水所用的时间，时间越短，频率越高，可用秒/次表示。 15.什么是阻力？ 答：物体运动于环境中，受到与运动方向相反的环境力影响，即物体运动的阻力。
计算流体力学课程大作业
《计算流体力学》课程大作业 ——基于涡量-流函数法的不可压缩方腔驱动流问题数值模拟 张伊哲 航博101 1、 引言和综述 2、 问题的提出，怎样使用涡量-流函数方法建立差分格式 3、 程序说明 4、 计算结果和讨论 5、 结论 1引言 虽然不可压缩流动的控制方程从形式上看更为简单，但实际上，目前不可压缩流动的数值方法远远不如可压缩流动的数值方法成熟。 考虑不可压缩流动的N-S 方程： 01()P t νρ??=? ? ??+??=-?+???? U U UU f U (1.1) 其中ν是运动粘性系数，认为是常数。将方程组写成无量纲的形式： 01()Re P t ??=?? ??+??=-?+????U U UU f U (1.2) 其中Re 是雷诺数。 从数学角度看，不可压缩流动的控制方程中不含有密度对时间的偏导数项，方程表现出椭圆-抛物组合型的特点；从物理意义上看，在不可压缩流动中，压力这一物理量的波动具有无穷大的传播速度，它瞬间传遍全场，以使不可压缩条件在任何时间、任何位置满足，这就是椭圆型方程的物理意义。这就造成不可压缩的N-S 方程不能使用比较成熟的发展型．．．偏微分方程的数值求解理论和方法。 如果将动量方程和连续性方程完全耦合求解，即使使用显示的离散格式，也将会得到一个刚性很强的、庞大的稀疏线性方程组，计算量巨大，更重要的问题是不易收敛。因此，实际应用中，通常都必须将连续方程和动量方程在一定程度上解耦。 目前，求解不可压缩流动的方法主要有涡量-流函数法，SIMPLE 法及其衍生的改进方法，有限元法，谱方法等，这些方法各有优缺点。其中涡量-流函数法是解决二维不可压缩流动的有效方法。作者本学期学习了研究生计算流体课程，为了熟悉计算流体的基本方法，选择使用涡量-流函数法计算不可压缩方腔驱动流问题，并且对于不同雷诺数下的解进行比较和分析，得出一些结论。 本文接下来的内容安排为：第2节提出不可压缩方腔驱动流问题，并分析该问题怎样使用涡量-流函数方法建立差分格式、选择边界条件。第3节介绍程序的结构。第4节对于不同雷诺数下的计算结果进行分析，并且与U.GHIA 等人【1】的经典结论进行对比，评述本