答案评分标准-07A.doc

浙江海洋学院 09 –10 学年第 1 学期 《流体力学》课程期末考试卷（A） （适用班级 A07海科、A07海技 q ）q 考试时间： 120 分钟 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分 (本试卷共6页) 一、是非题（对的打(，错的打(，每题2分，共20分） 1、伯努利方程反映了机械能守恒定律。 （ ( ） 2、应力张量中只有3个元素是独立的。 （ ( ） 3、湍流附加应力的形成机理是层间流体微团动量交换。 （ ( ） 4、定常流动中的流线与迹线无法重合。 （ ( ） 5、分子粘性小于湍流粘性。 （ (） 6、儒科夫斯基变换能把椭圆边界变为圆边界。 （( ） 7、直均流的圆柱镜像为偶极子。 （( ） 8、对于固体壁面, 边界层就是附面层。 （ ( ） 9、雷诺数反映了流体运动的惯性力与粘性力之比。 （ (） 10、无旋就是质点没有旋转运动。 （( ） 二、问答题（每题5分，共25分） 1、试述普朗特混合长度理论？ 答: 作湍流运动的流体是有大量的作随机脉动的流体微团所组成的。两个流体微团在碰撞前需经过一个“自由程”。x和y方向上的速度脉动量具有相同的量阶。根据连续方程知，它们的符号相反。脉动量为 。 2、什么是正压流体？并写出其数学表达式或梯度表达式。 答：密度只与压强有关的流体，叫做正压流体。其数学表达式为，梯度表达式为。 3、欧拉法与拉氏法转换的根据是什么？试写出数学表达式。 答：不论用哪一种表示法，所描述的物理过程是同一个。 数学表达式为： 4、什么是系统？什么是控制体？ 答：系统：包含着确定不变的物质的任何集合，称之为系统，系统以外的一切，统称为外界。 控制体：被流体所流过的，相对于某个坐标系来说，固定不变的任何体积称之为控制体。 5、普朗特边界层定义？ 答：“邻近固体界面的一薄层流体，因受摩擦影响，速度梯度很大，即使流速很小，这一层中的切应力也不能忽略，这一层叫做边界层。” 三、实验题（16分） 试述下图中雷诺实验的步骤。 答：（1）打开右边有阀门，使之流量最大。 （2）打开左边的颜色水阀门，使颜色水流出 （3）把右阀门逐渐关小，这时流速减小，发现颜色线成一直线。 （4）用秒表计时，用接水桶接水并称重，计算流量。 （5）重复多次，以验证数据的正确性。 （6）了解管子的直径，查得水的粘性系数和密度，计算雷诺数。取各次实验的平均值，即为雷诺数。 (缺计算说明,扣8分) 四、计算题（每题8分，共24分） 1.已知流动速度场为。 试求：（1）在t=t0 瞬间，过A（x0，y0，z0）点的流线方程； （2）在t=t0 瞬间，位于A（x0，y0，z0）点的轨迹方程。 解：（1）由流线方程： 代入已知条件有 积分得 即： 由初始条件： 得： 故流线方程为： （2）轨迹方程 由 代入本题已知条件 方程化为： 积分得 即 代入初始条件 得 所以轨迹方程为： 2.已知下述速度势函数，求相应的流函数。 解： 3. 已知平面流动的速度分布为，问： （1）是否满足连续性方程； （2）流动是否有旋； （3）判断是否存在势函数和流函数，若存在，写出表达式。 解：（1），连续性方程得到满足。 （2），所以流动有旋。 （3）因为流动为不可压流体的有旋运动，故流函数存在，速度势不存在。 五、综合题（15分） 已知速度场为 试问此流动