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流体力学问答题

2024-09-09 来源:爱go旅游网
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第一章 流体及其物理性质

1.试述流体的定义,以及它与固体的区别。

2.与气体有哪些共同的特性?它们各有什么不同的特性?试分别举例说明,在空气和水中相同与不同的一些流体力学现象。

3.何谓连续介质?引入连续介质模型的目的意义何在?

4.流体的密度、比容以及相对密度之间有何关系?这三者的单位如何? 5.流体的压缩性与膨胀性可以用哪些参量来描述?

6.完全气体的状态方程是什么?请说明方程中每一个参量的意义。 7.何谓不可压缩流体?在什么情况下可以忽略流体的压缩性? 8.何谓流体的粘性?流体的粘度

与流体的压强和温度的关系如何?

9.流体的粘性力与固体的摩擦力有何本质区别?

10.试述牛顿内摩擦定律,根据此定律说明,当实际流体处于静止或相对静止状态时,是否存在切向应力? 11.何谓理想流体?引入理想流体模型的意义何在? 12.试述表面张力的定义,及其产生表面张力的机理。

13.何谓附着力,何谓内聚力?试分析水和水银在毛细管中上升或下降的现象。 14.作用在流体上的力可以分为哪两种?

第二章 流体静力学

1.试述流体静压强的两个重要特性。

2.静力学的全部内容适用于理想流体还是实际粘性流体?或者两者都可?为什么?

3.何谓流体的平衡状态与相对平衡状态?它们对应的平衡微分方程有何相同之处与不同之处? 4.试写出欧拉平衡微分方程式,叙述该方程的适用范围以及方程中每一项的物理意义。 5.何谓质量力有势?试写出重力的势函数。

6.不可压缩流体处于平衡状态时,对作用在它上面的质量力有什么要求?

7.试写出静止流体的压强差公式,并叙述其物理意义,此公式对于相对静止流体是否适用? 8.试写出静止流体的等压面的微分方程式,此方程式对于相对静止流体是否适用? 9.试述等压面的重要性质。

10.流体静力学的基本方程式的物理意义和几何意义各是什么?

11.何谓绝对压强、计示压强与真空?它们之间有何关系? 12.静压强的计量单位有哪几种?它们的换算关系如何?

13.在一U型管中,盛有两种不相溶的、不同密度的液体,试问,在同一水平面上的液体压强是否相同?为什么?

14.叙述帕斯卡原理,试举例说明它在工程中的应用。

15.相对平衡液体的静压强分布规律,是否满足静力学基本方程?为什么?

16.液体随所在圆柱形容器,绕轴作等角速度旋转后,液面将发生怎样的变化?它与旋转角速度有什么关系?变化后液面各点的静压强是否相同?为什么? 17.相对平衡的液体的等压面形状与什么因素有关?

18.试写出静止液体作用在平面上和曲面上的总压力计算公式。

19.一般情况下,平面图形的压力中心D为什么总在其形心C的下方?在什么情况下,这两者重合。 20.何谓压力体?压力体由哪些面围成的?

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21.用压力体表示的铅垂压力的方向如何确定?的作用线通过哪一点?对于复杂曲面,当曲面两

侧有同种液体的压力体如何分析?

22.不同形状的敞开的贮液容器放在桌面上,如果液深相同,容器底部的面积相同,试问作用于容器底部的总压力是否相同?桌面上受到的容器的作用力是否相同?为什么?

23.有一受压面,面积为A,形心C的淹深为 hc,今使该平面绕通过其形心C的水平轴旋转任意角度α,试问该平面所受到的总压力的大小、方向、作用点是否发生变化?

24.叙述阿基米德原理,潜体所受的浮力与潜体在液体的深度有无关系?为什么?

第三章 流体运动的基本概念和基本方程

1. 研究流体流动有哪两种方法?这两种方法中,坐标x、y、z有何不同意义? 2.试说明欧拉方法的基本思路,并举例说明它的实际应用。

3.在欧拉方法中,试写出流体质点的加速度表示式,并且说明其力学意义。对于任意一个物理量N的质点导数又可以写成什么形式呢?

4.何谓定常流动与非定常流动?它们与坐标系的选择有何关系?试举例说明之。 5.试分析以下两种流动的定常性 (1)流体等加速绕流某一静止物体

(2)一无限长的直圆柱体在静止流体中作横向等速直线运动。

6.在非定常流动中,是否总存在流动加速度?为什么?在定常流动中,情况又将是如何呢?

7.设流体速度为,试说明流场中,的物理意义。

8.按照流体的性质,可将流体的流动分为哪几类?

9.按照流动空间的坐标变量数目,可以将流体的流动分为哪几类? 10.何谓流线?流线有什么特性?试写出流线的微分方程式。

11.在定常流动时,流线和迹线有何关系?在非定常流动时,它们的关系又将是如何? 12.何谓流管、流束和有效截面?何谓流量和平均流速? 13.何谓水力半径?引入水力半径的目的意义何在?

14.何谓系统和控制体?它们有何区别与联系?试写出系统—控制体的输运公式并说明其物理意义。 15.试写出积分形式的连续性方程,并说明此方程的适用范围。对于一维定常流动,此方程又可以简化为什么形式。

16.试写出积分形式的动量方程和动量矩方程,说明每一项的意义。对于定常流动,此方程又可以简化为什么形式。

17.试写出理想流体的伯努利方程,并且说明此方程的物理意义,几何意义以及它的适用条件。 18.何谓缓变流和急变流?在缓变流截面上,压强分布有何规律?

19.试写出粘性流体总流的伯努利方程,并且说明此方程的物理意义,几何意义以及它的适用条件。 20.理想不可压缩重力流体,流经弯管时,管内的流体的速度分布与压强分布如何?由此说明弯管两侧的破坏程度有何不同。

21.试述文丘里管测量流量的原理,如果通过文丘里管的流量保持不变,试问管道倾斜放置与水平放置的两种情况,测得差压计的液面高差是否会改变?为什么?

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第五章 管路损失和水力计算

1.何谓沿程损失和局部损失?试分析产生这两种损失的原因。

2.试写出沿程损失和局部损失的计算公式,并说明公式中每一项的物理意义。

3. 雷诺试验表明,粘性流体的流动可以分为哪两种流动状态?试判别流体的流动状态,为何不用上临界雷诺数,而用下临界雷诺数?工程中一般取圆管的临界雷诺数为多少?

4.流体在渐扩管道中,从截面1流向截面2,若已知在截面1处流体作层流流动,试问, 流体在截面2处是否仍保持层流流动?

5.粘性流体在圆管中作层流流动时,其速度分布与切应力分布有何规律? 6.试写出哈根—泊萧叶公式,试述此公式的适用条件和实用意义。

7.何谓紊流流动的脉动现象?何谓时间平均化?引进时均概念的目的意义何在?

8.粘性流体作紊流流动时,其切向应力有何特点?根据普朗特混合长理论,如何求得紊流的附 加切向应力?

9.试从流动特点、速度分布、沿程损失,这三个方面来说明层流流动与紊流流动的区别? 10.圆管中紊流流动可以分为哪三个区域?粘性底层的厚度对紊流流动有何影响?

11.何谓光滑管和粗糙管?对于一根确定的管子是否永远保持为光滑管或粗糙管?为什么? 12.尼古拉兹实验曲线图中,可以分为哪五个区域?在这五个区域中,λ与哪些因素有关?

13.在工业管道的沿程阻力计算中,试比较尼古拉兹曲线图与莫迪曲线图。试问这两个图中哪一个较实用些?

14.粘性流体在圆管中流动时,试分别讨论当雷诺数非常大与非常小的两种情况中,沿程阻力与速度的几次方成正比?

15.流体流过管道截面突然扩大处,为何会产生局部能量损失?试写出局部损失的计算公式?管道的出口与进口处局部损失系数,一般情况各取多少?

16.流体在弯管中流动时,产生的局部能量损失与哪些因素有关? 17.降低沿程损失和局部损失,可以采取哪些措施?

18.工程中对于简单管道的水力计算主要有哪三类问题?其计算方法如何? 19.在串联管道,并联管道中,各管段的流量和能量损失分别满足什么关系?

20.工程中,对于串联管道和并联管道的水力计算,分别有哪两类问题?其计算方法如何? 21.工程中,对于分支管道的水力计算,主要有哪类问题?

22.表征孔口出流性能主要是哪三个系数?试述这三个系数的物理意义。

23.在容器壁面上孔径相同的条件下,为什么圆柱形外管嘴的流量大于孔口出流的流量?

24.何谓水击?有何危害性?试以连接在水池上的排水管为例,阐述阀门由全开状态瞬时全关,产生的水击波的传播规律。

25.何谓直接水击和间接水击?减弱水击有哪些措施?

26.水箱中的水通过底部细管流出,不计损失,试问管内各截面的流速与压强有何变化规律?若拆去细管,水流从小孔流出,则流速与压强的变化规律又将如何?

27.处理变水头出流问题的基本出发点是什么?什么情况下才能这样处理? 28.试述薄壁堰测量流量的原理

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