中国石油大学工程流体力学试题集

简答题

1.水击现象及产生的原因

2.雷诺数、富劳得数、欧拉数的物理意义

3.什么是流线、迹线，其主要区别

4.压力管路的主要特点

5.什么是压力体

6.流体静压力的两个重要特性

7.串联、并联管路的主要特点

8.系统、控制体（系统和控制体的异同点）

9.气体和液体粘度随温度变化有何不同

10.欧拉平衡关系式及其适用条件

11.质量力、表面力的作用面及大小

12.研究流体运动的两种方法及其它们的主要区别

解答题

13.矩形闸门AB可绕其顶端的A轴旋转，由固定在闸门上的一个重物来保持闸门的关闭。已知闸门宽120cm，长90cm，整个闸门和重物共重1000kg，重心在G点处，G点与A点的水平距离为30cm，闸 门与水平面的夹角，求水深为多少时闸门刚好打开?

14.设流场的速度分布为

试确定（1）流场的当地加速度；（2）时，在点上流体质点的加速度。

15.高速水流在浅水明渠中流动，当遇到障碍物时会发生水跃现象，其水位将急剧上升（如图中(a)所示），其简化模型如图(b)所示。设水跃前后流速在截面上分布为均匀的，压力沿水深的变化与静水相同。如果流动是定常的，壁面上的摩阻可以不考虑。

求证：

（1）；

（2）水跃只有在时才有可能发生；

（3）水跃过程中单位质量流体的机械能损失为。

V2

h2

h2

V2

V1

h1

h1

V1

                  (a)                                    (b)

16.有一粘度为、密度为的流体在两块平板内作充分发展的层流流动，平板宽度为h，两块平板之间的距离为，在L长度上的压降为，上下两块平板均静止。

   求：（1）流体的速度分布；

      （2）流速等于平均流速的位置。

17.已知，检查此流动是否是势流？并求该流动的势函数，流函数，迹线方程。

18.有一串并联管路，连接两个水池，两水池的水面差为6m，管路直径d1=100cm，d2=d3=50cm,，每段管长均为200m，沿程阻力系数为：λ1＝0.016，λ2＝0.01，λ3＝0.02。忽略局部阻力，如图所示，求l1管段的流量Q。

19.如图所示，一圆柱体放在不同液体中，已知其长度L=10m，D＝2m，油的相对密度为0.8，深度为，求作用在圆柱上的各分力大小和方向。

油

水

20.已知流场中速度分量分别为：，，求时刻t=2，过点（0，1）的流线。

21.如图所示，溢流坝内外水位高度分别为h1、h2，水的密度为，求水流对坝体的作用力。

22.如图所示，运动平板与固定平板间的缝隙为h＝0.1mm，中间液体的动力粘度0.1Pa·s，上板长L＝10cm，宽b＝10cm。上板运动速度为u＝1.0m/s，相对压强0 Pa， 106 Pa，求维持平板运动所需的拉力

L

P1

h

u

P2

23.不可压缩流体的速度分量为：，，。流动是否连续？是否无旋？求速度势函数。

24.图所示，已知H＝20m，l1＝150m，l2＝80m，l3＝80m，l4＝200m，d1＝100mm，d2＝100mm，d3＝80mm，d4＝120mm，λ=0.025，求管路系统的水流量。

25.一矩形闸门两面受到水的压力，右边水深＝5米，左边水深＝3米，闸门与水平面成＝45°倾斜角，闸门宽度1米，求作用在闸门上的总压力及作用点。

26.已知某一流场中的速度分量，， ，为常数，求流线和迹线。

27.图示一管路系统，CD管中的水由A、B两水池联合供应。已知米、米，米，米，米，，，，升/秒。求、及。

28.有一圆形滚门，长1米（垂直图面方向），直径D＝4米，两侧有水，上游水深4米，下游水深2米，求作用在门上的总压力大小。

29.设一平面流场，其速度表达式是：，求t=0时，过（-1，-1）点的流线和迹线

30.密度为的不可压缩流体以均匀速度  进入半径为R的水平圆直管，出口处速度分布为：，R为管半径，进出口压力分别为P1、P2。

    求：1）最大流速；

    2）流过圆管的流量；

    3）管壁对流体的作用力。

31.如下图所示，设有一具有自由表面的薄层粘性流体的稳定层流，流体密度为，粘度为，求1.流动的速度分布；2.自由界面下具有与平均流速相同速度的流体层的深度。

32.已知平面流动的流函数，求平面流动的势函数、速度分量。

33.充分发展的粘性流体层流，沿平板下流时，厚度b为常数，且＝0，重力加速度为g，求其流速分布关系式。

34.如图所示，水从水头为h1的大容器经过小孔流出射向一块无重量的大平板，该平板盖住了另一个大容器的一个水位为h2的小孔。设两小孔的面积相同。如果射流对平板的冲击力恰好与它受到的静水压力相等，求h1/h2。

35.已知平面流动的流函数，求势函数，并证明流速与距坐标原点的距离的平方成正比。

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