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《流体力学》
习题与答案
周立强
中南大学机电工程学院液压研究所
第1章流体力学的基本概念
1-1.是非题(正确的打“√”，错误的打“”)
1.理想流体就是不考虑粘滞性的、实际不存在的，理想化的流体。（√）
2.在连续介质假设的条件下，液体中各种物理量的变化是连续的。（√）
3.粘滞性是引起流体运动能量损失的根本原因。（√）
4.牛顿内摩擦定律适用于所有的流体。（）
5.牛顿内摩擦定律只适用于管道中的层流。（）
6.有旋运动就是流体作圆周运动。（）
7.温度升高时，空气的粘度减小。（）
8.流体力学中用欧拉法研究每个质点的轨迹。（）
9.平衡流体不能抵抗剪切力。（√）
10.静止流体不显示粘性。（√）
11.速度梯度实质上是流体的粘性。（√）
12.流体运动的速度梯度是剪切变形角速度。（√）
13.恒定流一定是均匀流，层流也一定是均匀流。（）
14.牛顿内摩擦定律中，粘度系数m和v均与压力和温度有关。（）
15.迹线与流线分别是Lagrange和Euler几何描述；它们是对同一事物的不
同说法；因此迹线就是流线，流线就是迹线。（）
16.如果流体的线变形速度θ=θx+θy+θz=0,则流体为不可压缩流体。
（√）
17.如果流体的角变形速度ω=ωx+ωy+ωz=0,则流体为无旋流动。
（√）
18.流体的表面力不仅与作用的表面积的外力有关，而且还与作用面积的大
小、体积和密度有关。（）
19.对于平衡流体，其表面力就是压强。（√）
20.边界层就是流体的自由表明和容器壁的接触面。（）
1-2已知作用在单位质量物体上的体积力分布为：
，物体的密度
，坐标量度单位为m；其中，
，
，
；
，
，
。试求：如图1-2所示区域的体积力
、
、
各为多少？
题1-2图
解：
答：各体积力为：
、
、
1-3作用在物体上的单位质量力分布为：
，物体的密度为
，如图1-3所示，其中，
，
，
；
。试求：作用在图示区域内的质量总力？
解：
题图1-3
答：各质量力为：
、
、
，总质量力
。
1-4绝对压强为
，温度
的空气以
的速度移动。求：
（1）空气移动的单位质量动能？
（2）空气的单位体积动能？
解：（1）求空气移动的单位质量动能
（2）求空气的单位体积动能
，
，所以，单位体积质量为
答：（1）空气移动的单位质量动能为
；
（2）空气的单位体积动能为
1-5如题图1-5所示，两同心内、外圆筒直径为d=1000mm，D=1002mm，轴向
长度b=1mm，采用润滑油润滑，润滑油温度为60C，密度r=824kg/m3，μ=4.1710-
3Pas。求当内筒壁以1m/s速度时，所需要的扭矩M及轴功率P各为多少？
题图1-5
解：因间隙很小，所以，可以认为速度梯度成直线，符合牛顿内摩擦定律。
答：所需扭矩
，轴功率
。
1-6如题图1-6所示，两无限大的平板、间隙为d，假定液体速度分布呈线性
分布。液体动力粘度m=0.6510-3Pa，密度r=879.12kg/m3。计算：
（1）以m2/s为单位的流体运动粘度；
（2）以Pa为单位的上平板所受剪切力及其方向；
（3）以Pa为单位的下平板所受剪切力及其方向。
x
1-6
解：因间隙很小，所以，可以认为速度梯度成直线，符合牛顿内摩擦定律。
（1）求以m2/s为单位的流体运动粘度：
（2）求以Pa为单位的上平板所受剪切力及其方向：
由牛顿内摩擦定律，
，
,方向与x轴方向相反。
3）求以Pa为单位的下平板所受剪切力及其方向
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