流体力学应知应会解析.doc

流体力学应知应会（过控专业的不用做红色字体的题） 流体力学基本概念 流体的易流性和粘性的概念 流体的压缩性和膨胀性及其表示方法 计示压强和真空度的概念 流体运动的两种表示方法及其它们之间的转换 迹线和流线的概念 物质导数的概念 系统和控制体的概念 速度分解定理，应变率张量和旋转率张量及其各分量的物理意义 有旋流动的概念 速度环量和涡通量，斯托克斯公式 涡线和涡管的概念，涡线微分方程 雷诺输运定理及其应用 应力张量的概念，理想和静止流体的应力张量 牛顿流体的本构方程，动力粘度和运动粘度 量纲的概念 力学相似的概念、雷诺数、欧拉数和弗劳德数的物理意义 边界层的概念、边界层的名义厚度、位移厚度和动量损失的计算公式及其意义 速度势函数的概念、性质 流函数的概念、性质 复位势和复速度的概念及复位势的性质 基本流动 均匀流的速度势函数、流函数、复位势和复速度 点源（汇）的速度势函数、流函数、复位势和复速度 点涡的速度势函数、流函数、复位势和复速度 偶极子的速度势函数、流函数、复位势和复速度 22. 镜象法 （1）平面定理（以实轴为边界）及其应用 （2）圆定理及其应用 23. 层流和湍流的概念 24. 雷诺应力的概念 二、计算部分 1.1在mm的两个平行壁面之间充满动力粘度 Pa?s的液体，在液体中有一个边长为a=60mm的正方形薄板以m/s的速度沿着薄板所在的平面内运动，假设沿着铅直方向的速度分布为直线规律。 试求： 当h=10mm时，求薄板运动的液体阻力； 如果h可变，求当h为多大时，薄板的运动阻力为最小？并求此时的最小阻力。 1.2已知管内液体质点的轴向速度与质点所在半径成抛物线型分布规律。当时，；当时，。如果，，，试求、2、4、6mm处的切应力。 1.3底面积为A的薄板在液面上水平移动的速度为，液层厚度为，假定垂直于油层的水平速度为直线分布规律。试计算液体为20℃的水时移动平板所需的力F。 2.1如题图2所示的直角形闸门，垂直纸面的宽度为B＝1m，h=1m。试求关闭闸门所需的力F的大小。 2.2在高度，宽的柱形密闭高压水箱上，用汞U形管连接于水箱底部，测得水柱高，汞柱高，矩形闸门与水平方向成角，转轴在O点，为使闸门关闭，试求在转轴上所须施加的锁紧力矩。 2.3水池中方形闸门每边长度均为，转轴O距离闸门底边为，试确定使得闸门自动开启的水位高度H。 2.4水池中方形闸门每边长度均为3m，转轴O距离底边为1.4m，试确定使闸门自动开启的水位高度（单位以m表示）。 3.1皮托静压管与汞差压计相连（见题图3），借以测定水管中最大轴向速度，已知，，，汞的相对密度为13.6。试求管中的体积流量。（20分） 3.2倾斜水管上的文丘里流量计，，倒U形管差压计中装有相对密度为0.6的轻质不混于水的液体，其读数为，收缩管中的水头损失为管中速度水头20％，试求喉部速度与管中流量。 3.3皮托静压管与汞差压计相连，借以测定水管中最大轴向速度，已知，，，汞的相对密度为13.6。试求管中的体积流量。 3.4水自下而上流动，已知：、、、，U型管中装有汞（汞的相对密度为13.6），试求喉管内的流量。 4.1 水射流直径，速度，平板法线与射流方向的夹角，平板沿其法线方向运动速度。试求作用在平板法线方向上的力F。（20分） 4.2在水平平面上的弯管，入口直径，出口直径，入口压强，流量，忽略摩擦，试求水对弯管的作用力。 4.3将锐边平板插入水的自由射流中，并使平板与射流垂直，该平板将射流分成两股，已知射流的速度为，总流量为，，。试计算射流偏转角、射流对平板的作用力。 4.4水射流直径，速度，平板法线与射流方向的夹角，平板沿其法线方向运动速度。试求作用在平板法线方向上的力F。 4.5气体从A、B口流入箱子，从C口流出，流动为定常，A、B面积均为5cm2，C口面积为10 cm2，Pa，m/s，出口压力为当地大气压强 Pa，空气密度为。求支撑的反力、。 5.1水电站闸板阀在静水头下工作，管道直径。用的水进行模型实验，模型尺寸为，模型内的水流动的雷诺数为。（20分） 1．试求模型内的流量。 2．如果在式中的流量系数，问模型阀应该多大的静水头下工作？ 测得模型阀受力为N，问实物阀应受多大的力。 5.2 在实验室中用的比例模型研究溢流堰的流动。 如果原型堰上水头，试求模型上的堰上水头。 如果模型上的流量，试求原型上的流量。 如果模型上堰顶真空度水柱，试求原型上的堰顶真空度。 5.3为了求得水管中蝶阀的特性，预先在空气中作模型实验。两种阀的角相等。空气的密度，空气的流量，实验模型的直径，实验结果得出蝶阀的压强损失，作用力，作用力矩，实物蝶阀的直径，实物流量。实验是根据力学相似