哈尔滨工程大学考研真题(流体力学部分).docx

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哈尔滨工程大学考研真题

一、简要说明以下各种力产生的缘由、求解思路及表达式

1、沿程阻力2、外形阻力3、惯性阻力4、机翼升力5、湍流应力

二、图示水箱1中的水经光滑无阻力的圆孔口水平射出，冲到一平板上。平板封盖着另一水箱2的孔口，水箱1中水位高度为h1，水箱2的水位高度为h2，两孔口中心重合，而且直径d1=d2/2。假设射流的外形时对称的，冲击到平板后转向平行于平板的方向，并向四周均匀流出。假定流淌是无粘性不行压缩定常的，平板和水质量力不计。当h1

和水的密度p时，求保持平板封盖住水箱2的孔口时h2的最大值。

三、工程中常用文丘里管测量管路中水的流量。管路和收缩管段截面积分别为S1、S2，水

的密度和U型测压计中液体的密度分别为p、pm，且p〈pm。假设不计水的粘性，试导

出倾斜管路中水的流量Q与测压计中液体的高度差读数h之间的关系式。

四、设在平面直角域中点A〔a，b〕处放着一个强度为Q的平面点源，x=0,y=0是半无

限固体壁面，远方压力为p伪。试求：

1.平面流淌复势W(z)；

2.壁面上流体的速度分布；

3.壁面x=0上流体的压力分布。

五、两块无限长二维平行平板如下图，其间布满两种密度和粘性系数分别为p1,p2和

μ1,μ2的液体，高度分别为h1，h2。下板静止，上板以速度U向右运动，全流场

应力一样，不计重力，流体运动为层流。试求流场中的速度分布。

六、圆球在静水中释放后上浮，圆球的半径为a，水和圆球的密度分别为pw,pm。无视水的

粘性，试求圆球上浮运动之距离随时间的变化规律。

标准答案

一、〔分析〕考察学生对流体力学中消灭的专业中常用的有关力的把握程度。

1、

Δhf

沿程阻力：管道壁面粘性摩擦和粗糙度引起的阻力。表达为圆管沿程阻力系数，

d2g=

d2g

2、外形阻力：由于粘性和流淌分别产生的压力沿流淌方向投影的合力。求得压力后积分或

s-pUA0试验测得，Dp=pncosads或C

s-pUA0

2

3、惯性阻力：非定常运动转变流体的惯性引起的阻力。表达为附加质量λ=-pQ0ds

4、机翼升力：源于速度环量，而环量来源于流体粘性、外形和攻角，L=pV根Γ口B

5、湍流应力：源于湍流脉动运动。建立湍流模型，p=-pui,uj,

二、〔分析〕考察学生利用所学的学问，利用动量方程、伯努利积分解决实际问题的力量，同时在求解过程中要引入简化，考察学生处理工程问题中无视次要因素解决简单问题的力量〔1〕水箱1出口速度v：

从自由面至出口列伯努利方程，知

pa+h1=pa+V2

YY2g

可得

V=2gh1

〔2〕水箱1出口流量：Q=πd12V4

(3)水流冲击平板：

取水箱1出口截面与平板左侧之间的水为掌握体，设平板对水流的作用力为F1,沿出口轴线

方向列动量方程，有F1=pQV

F1与平板右侧受水箱2的静压力合力相等，即pQV=pgh2

πd12

4

将Q、V带入上式得到h2=h1。2

三、〔分析〕利用连续方程、伯努利积分，同时考察学生敏捷理解和应用文丘里管的力量〔1〕管内流速：沿截面1-1和2-2中心线列伯努利方程，有

z1+p1+V21=z2+p2+V22

pg2gpg2g

V22-V21p1(p2) 2g=z1+

V22-V21p1(p2)

〔2〕连续性方程：V1S1=V2S2

〔3〕等压面：设截面2-2中点与U型管高位液面的高度差为l，因U型管内低位波面出的水平面为等压面，在该水平面管内压力相等，即

p1+pgl+(z1-z2)+h=p2+pgl+pmgh

Q(

Q(x-a