流体力学-归柯庭版--复习资料课件

工程流体力学工程流体力学复习题复习题一、概念部分一、概念部分第一章第一章1 1、什么是流体？流体的三大特性？、什么是流体？流体的三大特性？2 2、什么是流体的连续介质假设？、什么是流体的连续介质假设？3 3、什么是不可压缩流体？、什么是不可压缩流体？4 4、体积压缩系数、温度膨胀系数如何定义？、体积压缩系数、温度膨胀系数如何定义？5 5、什么是流体的黏性？、什么是流体的黏性？6 6、什么是牛顿内摩擦定律？、什么是牛顿内摩擦定律？7 7、动力黏度与压强、温度有什么关系？、动力黏度与压强、温度有什么关系？8 8、什么是理想流体？、什么是理想流体？9 9、如何计算肥皂泡内的压强？如何计算肥皂泡内的压强？3第二章第二章1 1、什么是质量力、表面力，二者有何关系？、什么是质量力、表面力，二者有何关系？2 2、流体静压强有什么特性？、流体静压强有什么特性？3 3、流流体体静静力力学学基基本本方方程程的的适适用用条条件件和和物物理理意意义义？4 4、达朗贝尔原理在静力学中有何应用？、达朗贝尔原理在静力学中有何应用？5 5、什么是物体受到的总压力？、什么是物体受到的总压力？6 6、什么是总压力的作用点？、什么是总压力的作用点？7 7、什么是压力体？如何区分虚、实？、什么是压力体？如何区分虚、实？8 8、如何计算弯曲表面的水平分力？、如何计算弯曲表面的水平分力？9 9、如何计算弯曲表面的竖直分力？、如何计算弯曲表面的竖直分力？4第三章第三章1 1、欧拉法与拉格朗日法有何不同？、欧拉法与拉格朗日法有何不同？2 2、随随体体导导数数、当当地地导导数数和和迁迁移移导导数数有有什什么么关关系系？3 3、迹线是如何形成的？、迹线是如何形成的？4 4、流线有什么特征？、流线有什么特征？5 5、什么是有效截面、湿周、水力半径？、什么是有效截面、湿周、水力半径？6 6、流体微团的运动可分解为哪几种形式？、流体微团的运动可分解为哪几种形式？7 7、旋转运动的角速度怎么求？、旋转运动的角速度怎么求？8 8、流体流动的分类方法有哪些？、流体流动的分类方法有哪些？9 9、从层流转变到湍流的临界雷诺数怎么确定？、从层流转变到湍流的临界雷诺数怎么确定？5第四章第四章1 1、什么是系统和控制体？、什么是系统和控制体？2 2、雷诺输运定理的物理意义是什么？、雷诺输运定理的物理意义是什么？3 3、伯努利方程的物理意义？、伯努利方程的物理意义？4 4、动量定理和角动量定理的意义？、动量定理和角动量定理的意义？5 5、微分形式的连续性方程的形式？、微分形式的连续性方程的形式？6 6、N-SN-S方程各项的意义？方程各项的意义？7 7、伯努利方程在无旋、有旋流场中使用要注意、伯努利方程在无旋、有旋流场中使用要注意什么问题？什么问题？8 8、欧拉运动微分方程的适用条件？、欧拉运动微分方程的适用条件？9 9、什么是正压性流体？、什么是正压性流体？6第五章第五章1 1、什么是量纲齐次原理？、什么是量纲齐次原理？2 2、白金汉定理有何价值？、白金汉定理有何价值？3 3、如何应用、如何应用白金汉白金汉定理？定理？4 4、雷雷诺诺数数、弗弗劳劳德德数数、欧欧拉拉数数、韦韦伯伯数数、马马赫赫数各代表哪些力的比值？数各代表哪些力的比值？5 5、相似原理的表述？、相似原理的表述？6 6、什么是全面力学相似？、什么是全面力学相似？7 7、为什么要在模型试验中使用近似模化法？、为什么要在模型试验中使用近似模化法？8 8、相似原理在模型实验中有什么应用价值？、相似原理在模型实验中有什么应用价值？7第六章第六章1 1、什么是内部流动、总流、缓变流、急变流？、什么是内部流动、总流、缓变流、急变流？2 2、如何确定动能修正系数？、如何确定动能修正系数？3 3、为什么伯努利方程只能用于缓变流截面？、为什么伯努利方程只能用于缓变流截面？4 4、什么是沿程损失、局部损失？、什么是沿程损失、局部损失？5 5、圆管层流速度与切应力的分布有何特点？、圆管层流速度与切应力的分布有何特点？6 6、泊肃叶流和库艾特剪切流有什么特点？、泊肃叶流和库艾特剪切流有什么特点？7 7、流体润滑承载力与摩擦力的大小有何不同？、流体润滑承载力与摩擦力的大小有何不同？8 8、穆穆迪迪图图中中五五个个流流动动区区域域的的阻阻力力系系数数各各有有什什么么特点？特点？9 9、孔板流量计的工作原理是什么？、孔板流量计的工作原理是什么？1010、串联、并联管路的流动各有什么特点？、串联、并联管路的流动各有什么特点？8第七章第七章1 1、边界层是如何形成的？、边界层是如何形成的？2 2、边界层流动有什么特点？、边界层流动有什么特点？3 3、如何用、如何用N-SN-S方程描述边界层流动？方程描述边界层流动？4 4、平板层流边界层的精确解是什么？、平板层流边界层的精确解是什么？5 5、平板层流、湍流边界层的流动有什么不同？、平板层流、湍流边界层的流动有什么不同？6 6、如如何何利利用用冯冯卡卡曼曼动动量量积积分分关关系系式式推推导导平平板板边边界层阻力系数？界层阻力系数？7 7、曲面边界层分离的原因与后果是什么？、曲面边界层分离的原因与后果是什么？8 8、冯卡曼涡街有什么特征？、冯卡曼涡街有什么特征？9 9、如何减小黏性流体绕流物体的阻力？、如何减小黏性流体绕流物体的阻力？9第八章第八章1 1、斯、斯定理、汤定理、汤定理、亥定理、亥定理？定理？2 2、速度势、流函数存在的条件各是什么？、速度势、流函数存在的条件各是什么？3 3、速度势、流函数满足拉普拉斯方程的条件？、速度势、流函数满足拉普拉斯方程的条件？4 4、基本平面势流的速度场各有什么特点？、基本平面势流的速度场各有什么特点？5 5、偶极流、螺旋流是如何叠加而成的？、偶极流、螺旋流是如何叠加而成的？6 6、平行流绕圆柱体流动是如何叠加而成的？、平行流绕圆柱体流动是如何叠加而成的？7 7、平平行行流流绕绕圆圆柱柱体体流流动动，无无环环量量时时压压强强、速速度度在柱体表面是如何分布的？在柱体表面是如何分布的？8 8、平平行行流流绕绕圆圆柱柱体体流流动动，环环量量对对驻驻点点位位置置有有何何影响？影响？9 9、如何判断升力的方向？、如何判断升力的方向？10第九章第九章1 1、什么是音速、马赫数、马赫波、马赫角？、什么是音速、马赫数、马赫波、马赫角？2 2、完全气体一维绝热流动的能量方程？、完全气体一维绝热流动的能量方程？3 3、亚亚音音速速、超超音音速速气气流流在在变变截截面面通通道道中中流流动动时时，压强、密度、温度、速度如何变化？压强、密度、温度、速度如何变化？4 4、在有摩擦的绝热管流中，什么是最大管长？、在有摩擦的绝热管流中，什么是最大管长？5 5、激波是如何产生的？什么是波阻？、激波是如何产生的？什么是波阻？6 6、超超音音速速气气流流经经过过正正激激波波、斜斜激激波波，压压强强、密密度、温度、速度如何变化？度、温度、速度如何变化？7 7、突跃压缩与等熵压缩有什么不同？、突跃压缩与等熵压缩有什么不同？8 8、当当背背压压从从设设计计压压强强升升高高时时，缩缩放放喷喷管管内内部部压压强分布有何变化？流量有何变化？强分布有何变化？流量有何变化？11二、计算部分二、计算部分重要变量与公式重要变量与公式13重要变量与公式重要变量与公式14重要变量与公式重要变量与公式15重要变量与公式重要变量与公式16重要变量与公式重要变量与公式17重要变量与公式重要变量与公式18重要变量与公式重要变量与公式19重要变量与公式重要变量与公式20静力学静力学滚滚筒筒式式闸闸门门的的半半径径为为r r，液液体体密密度度为为，求求液液体体作作用用在在单单位位长长度度闸闸门门上上的的水水平平分分力力F Fx x、垂垂直直分力分力F Fz z、F Fx x作用点淹深作用点淹深h hD D的表达式。的表达式。21静力学静力学The 1.0-meter-diameter log(SG=0.80)is 10.0 meter long into the paper and dams water as shown.Compute the net vertical and horizontal reactions at point C.22静力学静力学Compute the horizontal and vertical components of the hydrostatic force on the quarter-circle panel at the bottom of the water tank.23流场流场已知速度场：已知速度场：u=3xu=3x2 2+2xy+2xy，v=3x-yv=3x-y3 3，w=2yw=2y2 2。求：求：（1 1）在点）在点(1(1，2 2，3)3)处的加速度；处的加速度；（2 2）角速度矢量。）角速度矢量。24流场流场流流体体的的速速度度分分布布为为u ux x2 2y y2 2，v v2xy2xy。试试求：求：（1 1）该流动是几维流动？）该流动是几维流动？（2 2）加速度表达式。）加速度表达式。（3 3）是否有旋？若有旋，求旋转角速度。）是否有旋？若有旋，求旋转角速度。（4 4）试推导流线方程式。）试推导流线方程式。25相似原理相似原理某某机机翼翼弦弦长长b b=1500mm=1500mm，在在大大气气压压p p=1.0bar=1.0bar，气气温温t t=25=25 C C的的空空气气中中，飞飞行行速速度度v v=180km/h=180km/h。此此 时时 空空 气气 密密 度度=1.2kg/m=1.2kg/m3 3，动动 力力 粘粘 度度=18.37=18.37 1010-6-6PaPa s s。如如果果有有b bm m=50mm=50mm的的机机翼翼模模型型，采采用用闭闭式式可可变变空空气气密密度度的的风风洞洞进进行行阻阻力力模模拟拟实实验验，该该风风洞洞中中空空气气压压强强p pm m=10bar=10bar，温温度度t tm m=30=30 C,C,动动力力粘粘度度 m m=18.54=18.54 1010-6-6PaPa s s。试试问风洞工作段流速问风洞工作段流速v vm m为多少？为多少？26管道流动管道流动如如图图，水水管管连连接接两两个个开开口口容容器器，管管长长L=100mL=100m，管管径径D=5cmD=5cm，沿沿程程阻阻力力系系数数=0.03=0.03，求求管管道流量道流量Q Q。27管道流动管道流动设设计计一一条条铸铸铁铁输输水水管管，粗粗糙糙度度1.31.3mmmm，长长500500m m，内内径径0.20.2m m，流流量量0.10.1m m3 3/s/s，水水源源为为水水面面深深5 5m m的的井井，进进口口有有一一个个滤滤网网（=5.0=5.0），管管路路上上有有1010个个9 9弯弯头头（每每个个=0.5=0.5）、2 2个个闸闸门门（每每个个=0.10.1），运运动动黏黏度度1.3101.310-6-6m m2 2/s/s。求求水水泵泵提供的水头提供的水头H(m)H(m)和有效功率和有效功率N(W)N(W)。28动量定理动量定理如如图图，挡挡板板使使水水流流转转过过角角，定定常常流流动动，水水流流速速度度V V不不变变，截截面面积积为为A A，流流动动无无摩摩擦擦。求求固定挡板的力固定挡板的力F Fx x和和F Fy y。29动量定理动量定理重重量量为为10001000N N的的水水箱箱，放放在在磅磅秤秤上上。水水箱箱中中存存有有=1000kg/m=1000kg/m3 3的的水水，体体积积为为1 1m m3 3。进进水水和和出出水水管管径径均均为为d d1 1d d2 2=50mm=50mm，它它们们的的流流量量均均为为0.060.06m m3 3/s/s，试问磅秤上的读数为多少？试问磅秤上的读数为多少？30势流势流已知速度势已知速度势2x2x5xy+3y+55xy+3y+5。（1 1）求速度场求速度场u u、v v；（2 2）判断是否满足连续性条件；判断是否满足连续性条件；（3 3）求流函数）求流函数；（4 4）已知密度已知密度，求压强求压强p p的分布表达式。的分布表达式。31势流势流已已知知不不可可压压缩缩理理想想流流体体平平面面流流动动的的流流函函数数为为3y3yx x2 2y y2 2。（1 1）求速度势）求速度势。（2 2）求求出出点点1 1（0 0，4 4）和和点点2 2（3 3，5 5）之之间间的的压强差压强差p p2 2-p p1 1（流体的密度为流体的密度为）。）。32蠕流蠕流直直 径径 d d 1.2mm1.2mm的的 球球 形形 颗颗 粒粒，密密 度度 s s2250kg/m2250kg/m3 3，气气流流温温度度t t10001000，运运动动黏黏度度=1.6710=1.6710-6-6m m2 2/s/s，气气体体在在00时时的的密密度度为为1.341.34kg/mkg/m3 3，要要使使颗颗粒粒悬悬浮浮，气气流流速速度度V V需需要要多多大？大？Re 1Re 1，C CD D=24Re=24Re-1-1；1 1 Re 1000Re 1000，C CD D=24Re=24Re-1-1+6Re+6Re-0.5-0.5+0.4+0.4；10001000Re210Re2105 5，C CD D0.480.48。33绕流阻力绕流阻力试试验验风风洞洞中中的的平平均均风风速速为为1010m/sm/s，吹吹向向一一直直径径D=500mmD=500mm的的圆圆盘盘（圆圆盘盘垂垂直直于于风风速速），空空气气密密度度=1.2kg/m=1.2kg/m3 3，运运动动粘粘度度=1510=1510-6-6m m2 2/s/s，求圆盘所受推力。求圆盘所受推力。34边界层边界层不不可可压压缩缩粘粘性性流流体体定定常常流流过过一一块块极极薄薄的的平平板板，平板层流边界层内速度分布规律为平板层流边界层内速度分布规律为U Ue e为为平平板板无无穷穷远远处处来来流流速速度度，试试求求摩摩擦擦阻阻力力系系数数C CD D与与雷雷诺诺数数ReReL L的的关关系系式式。已已知知卡卡门门边边界界层层动量积分关系式为：动量积分关系式为：35勤能补拙是良训勤能补拙是良训一分辛苦一分才一分辛苦一分才