2024期末流体力学考试练习题及答案.docxVIP

2024期末流体力学考试练习题及答案

一、选择题

1.牛顿内摩擦定律适用的条件是（）

A.层流运动

B.紊流运动

C.理想流体

D.牛顿流体、层流运动

答案：D。详细解释：牛顿内摩擦定律适用于牛顿流体，并且通常在层流运动的情况下应用。牛顿流体是指满足牛顿内摩擦定律的流体，而紊流运动中流体质点运动复杂，不满足牛顿内摩擦定律简单的线性关系；理想流体是指没有粘性的流体，不存在内摩擦力，也就不适用牛顿内摩擦定律。所以选D。

2.静止流体中任意一点的压强大小与（）无关。

A.该点的位置

B.流体的种类

C.重力加速度

D.该点的方向

答案：D。详细解释：根据流体静力学基本方程\(p=p_0+\rhogh\)，压强\(p\)与该点的位置（\(h\)）、流体的种类（\(\rho\)）、重力加速度\(g\)有关。而静止流体中任一点各个方向的压强相等，即压强大小与该点的方向无关。所以选D。

3.伯努利方程\(z_1+\frac{p_1}{\rhog}+\frac{v_1^2}{2g}=z_2+\frac{p_2}{\rhog}+\frac{v_2^2}{2g}+h_{w12}\)的适用条件不包括（）

A.恒定流

B.不可压缩流体

C.质量力只有重力

D.急变流

答案：D。详细解释：伯努利方程的适用条件是恒定流、不可压缩流体、质量力只有重力且是渐变流。急变流中，由于流线弯曲程度大，流体存在离心惯性力等复杂情况，不满足伯努利方程推导时的假设条件。所以选D。

4.圆管层流运动，其断面流速分布符合（）

A.均匀分布

B.直线分布

C.抛物线分布

D.对数曲线分布

答案：C。详细解释：通过对圆管层流运动的理论分析，根据牛顿内摩擦定律和流体运动的平衡方程，可以推导出圆管层流的断面流速分布公式\(u=u_{max}(1\frac{r^2}{R^2})\)，这是一个抛物线方程，所以其断面流速分布符合抛物线分布。所以选C。

5.雷诺数\(Re\)反映了（）

A.粘滞力与重力之比

B.惯性力与粘滞力之比

C.惯性力与重力之比

D.压力与粘滞力之比

答案：B。详细解释：雷诺数\(Re=\frac{\rhovd}{\mu}=\frac{vd}{\nu}\)，其中惯性力与流体的质量和加速度有关，粘滞力与流体的粘性和速度梯度有关。雷诺数的物理意义就是惯性力与粘滞力之比。所以选B。

二、填空题

1.流体的粘性是指流体在流动过程中，其内部质点间由于相对运动而产生__________以抵抗流体变形的性质。

答案：内摩擦力。详细解释：流体的粘性是流体的重要性质之一，当流体流动时，相邻流层间存在相对运动，就会产生内摩擦力来阻碍这种相对运动，这就是粘性的表现。

2.流体静压强的两个重要特性：一是静压强的方向总是沿着作用面的__________方向；二是静止流体中任一点的静压强大小与作用面的__________无关。

答案：内法线；方向。详细解释：根据流体静压强的特性，流体静压强垂直指向作用面，即沿着作用面的内法线方向；并且在静止流体中，任一点各个方向的静压强大小相等，与作用面的方向无关。

3.总流的伯努利方程中\(z+\frac{p}{\rhog}+\frac{v^2}{2g}\)表示单位重量流体的__________。

答案：总机械能。详细解释：在总流的伯努利方程中，\(z\)是单位重量流体的位能，\(\frac{p}{\rhog}\)是单位重量流体的压能，\(\frac{v^2}{2g}\)是单位重量流体的动能，三者之和表示单位重量流体的总机械能。

4.圆管层流的沿程阻力系数\(\lambda\)与雷诺数\(Re\)的关系是\(\lambda=\)__________。

答案：\(\frac{64}{Re}\)。详细解释：通过理论推导，对于圆管层流，沿程阻力系数\(\lambda\)只与雷诺数\(Re\)有关，且满足\(\lambda=\frac{64}{Re}\)。

5.明渠均匀流的水力坡度\(J\)、测压管坡度\(J_p\)和底坡\(i\)之间的关系是__________。

答案：\(J=J_p=i\)。详细解释：在明渠均匀流中，由于流速沿程不变，动能没有变化，所以水力坡度\(J\)（单位长度上的水头损失）、测压管坡度\(J_p\)（单位长度上的测压管水头变化）和底坡\(i\)（渠道底面的坡度）三者相等。

三、判断题

1.理想流体就是不考虑粘滞性的流体。（）

答案：正确。详细解释：理想流体是一种理想化的模型，它忽略了流体的粘滞性，即认为流体在流动过程中不存在内摩擦力。所以该说法正确。

2.静止流体中任意一点的压强大小只与该点的深度有关。（）

答案：错误