04级《流体力学》Ⅰ试卷标准答案.doc

……………………………… 装 ……………………………… 订 ………………………………… 线 ……………………………… 2005~2006学年第二学期期末考试《流体力学与流体机械》Ⅰ试卷(A) 标准答案和评分标准 ﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉ 一、是非判断题：(对者打“√”，错者打“×”，每小题2.5分，计25分) 1．体积弹性系数E愈大的流体愈难压缩。√ 2．流体的粘性是由流体分子间的内聚力和分子不规则热运动时的动量交换所产生的。√ 3．因为当流体处于静止状态时，流体中的压力称为流体的静压力，所以运动状态下的流体内部没有静压力。× 4．在稳定流动的流场中，流体质点的当地加速度和迁移加速度都等于零。× 5．在弯曲流线的主法线方向上，随流线曲率半径的增大，流体的压力不断增大，而流速则不断减小。√ 6．断判流场有旋或无旋，主要取决于流体微团本身的运动轨迹，而与流场的速度分布无关。× 7．在非稳定流动的条件下，两条流线间通过的流体体积流量并不为一常数。× 8．偶极流就是同强度的点源和点汇在同一点上简单叠加的结果。× 9．粘性流体的沿程阻力总是与平均流速的平方成正比。× 10．平板紊流附面层的厚度δ随流动距离x的变化曲线为二次抛物线。× 二．解答题：（每小题6分，共30分） 1．有一底面积为0.40.5m2、质量为5.5kg的木块，从一与水平面成30°角并涂有润滑油的斜面等速下滑，已知木块下滑的速度u=l.0m/s，油的粘度μ=0.135Pa·s=0.4×0.5m2，m=5.kg，α=30°，u=1.0m/s，μ=0.135Pa·s 内摩擦力为 （2分） 由牛顿内摩擦定律 ，得 　　　　　　 （4分） 2．有一方程组为 ，该方程组可以用来描述不可压缩流体的平面流动吗？请导出流线方程。 已知： 解：因为　，所以该方程组可以用来描述不可压缩流体的平面流动。 （3分） 将速度分量代入流线微分方程，得 分离变量，积分得 或写成　　 （3分） 3．已知平面势流的流函数 (m2/s)，问通过连接(0，0)点和(1，1)点的直线段间流体的体积流量为多少？ 已知： 解：因为 （3分） 所以通过连接(0，0)点和(1，1)点的直线段间流体的体积流量为 （3分） 4．有一矩形截面的小排水沟，水深180mm，底宽200mm，流速0.15m/s，水的运动粘度为1.0×10-6m2/s，试判别流态。 已知：h=180mm，b=200mm，u=0.15m/s，ν=1.0×10-6m2/s。 解：矩形水沟当量直径为 （3分） 则 ，排水沟内的流态为紊流。 （3分） 5．一块长500mm、宽150mm的光滑平板置于流速为0.6m/s的油中，已知油的比重为0.93，运动粘度为710-6m2/s，光滑平板面上的摩已知：L＝50m，B＝15，u∞＝m/s，S＝0.9，ν＝710-6cm2/s。，整块平板上均为层流附面层。 （2分） 则平板一面上的摩擦阻力为 （4分） 三．计算题：（每小题15分，共45分） 1．有一弧形闸门，宽2m，圆心角α=30°，半径r=3m，闸门转轴与水平面齐平，求作用在闸门上的静水总压力的大小与方向(即合力与水平面的夹角)。 已知：b=2m，r=3m，α=30°。 （2分） 弧形闸门所受的水平分力为 （3分） 弧形闸门所受的水平分力为 （4分） 总合力为 （2分） 总合力与水平面的夹角为 （4分） 2．下部水箱重220N，其中盛水重900N，如果此箱放在秤台上，受如图的恒定水流作用。问秤的读数是多少？ （3分） (2) 列上水池液面至下水池液面间的伯努利方程，基准面取在下水池液面上，可得到冲击下水池的流股的流速为