流体学——流体学动力-学科.pdf

第三章 流体动力学 3.1 “恒定流与非恒定流”，“均匀流与非均匀流”，“渐变流与急变流”等概念是如何定义的？ 其中渐变流具有什么重要的性质？ 答：若流场中所有空间点上一切运动要素均不随时间变化，这种流动称为恒定流，否则称为 非恒定流。流场中所有流线是平行直线的流动，称为均匀流，否则称为非均匀流。按非均匀 程度的不同又将非均匀流动分为渐变流和急变流。渐变流的性质：（1）渐变流的流线近于平 行直线，过流断面近于平面；（2 ）渐变流过流断面上的动压强分布与静止流体压强分布规律 p 相同，即z  C 。 g 2 p u 3.2 简述伯努利方程式z   C 中各项的能量意义。 g 2g p 答： 表示单位重量流体对某一基准面具有的位置势能； 表示单位重量流体具有的压强 z g 2 u 势能； 表示单位重量流体具有的动能。因此，伯努利方程的物理意义为：当理想不可压 2g 缩流体在重力场中作恒定流动时，沿同一元流（沿同一流线）单位重量流体的位置势能、压 强势能和动能在流动过程中可以相互转化，但它们的总和保持不变，即单位重量流体的机械 能守恒。 3.3 简述“总水头线与测压管水头线”，“水力坡度与测压管坡度”等概念，试确定均匀流测 压管水头线与总水头线的关系。 2 p v 答：总水头线是沿程各断面总水头H z   的连线，下降的快慢用水力坡度 g 2g dH dhw p J  表示。测压管水头线是沿程各断面测压管水头H z  的连线，变化 dl dl p g  p  dHp d z  g    的快慢用测压管水头线坡度J   表示。均匀流测压管水头线与总水 p dl dl 2 v 头线平行，且相差 。 2g 3.4 已知二维速度场ux x 2t ，uy y t 3 。试求：该流动的流线方程以及在t ＝0 瞬 时过点M （－1，－1）的流线。 解：流线微分方程 dx dy x 2t y t 3 ln x 2t ln y t 3 ln C     简化为 x 2t y t 3 C