流体力学课后习题.docx

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流体力学课后习题

第一章思考题

1.什么是连续介质为何要做这种假定

2.流体的粘度与流体的压力有关吗

3.流体的重度,比重和密度之间是怎样的关系

4.什么是理想流体什么是粘性流体它们有什么区别5.流体的动力粘性系数与运动粘性系数有什么不同它们之间有什么关系6.液体和气体的粘性系数μ随温度的变化规律有何不同为什么

7.牛顿流体是怎样的流体非牛顿流体有哪些它们之间有什么区别

8.为什么将压力和切应力称为表面力而又将惯性力和重力称为质量力

9.怎样理解静止流体或理想流体中一点处的压力是一个标量流体静压强有何特性气体和液体在压缩性方面有何不同10.题习

1.海面下8km处水的压力为81.7×106N/m2,若海面水的密度ρ=1025kg/m2,压力为1.01×105N/m2,平均体积弹性模量为2.34×109N/m2,试求水下8km处的密度.

2.如图1-12所示,半径为a的圆管内流体作直线单向流动,已知管道横截面上的流体速度分布为

这里流体粘性并指出切应力的方向.r=a:

r=0,r=和处的流体切应力,其中umax=const,求.μ系数为

筒与轴之D,,同心轴和筒中间注入牛顿型流体,轴的直径为3.如图1-13所示的旋转粘度计假定间隙中的流体作周.ω旋转,且保持流体的温度不变间的间隙δ很小.筒以等角速度

求流M,故底部摩擦影响可不计.若测得轴的扭矩为向流动且速度为线性分布,设L很长,.体的粘性系数

两平=2mm的油,,一平板在另一平板上作水平运动,其间充满厚度为δ4.如图1-14所示求单位面·s/cm2,粘性系数μ=1.10×10-5N假定油膜内的速度分布为线性分布板平行.,.积上的粘性阻力

轴与轴套之间充满,5.有金属轴套在自重的作用下沿垂直轴下滑的润滑=900kg/m3,ρ

试确定轴套等速h=250mm,d2=100mm,重100N,轴的直径油.轴套内经d1=102mm,高.下滑的速度

与空气接触的上表面阻力可,流层厚度为t,6.如图1-15所示,牛顿型流体从一倾斜板流下,μ粘性系数为θ）流体流动速度恒定,若流体的密度为ρ,忽略不计.在斜面上（倾角为.求流层内的速度分布

直径为5.01cm）内运动,当其间的润滑油温度由00C变到5cm,7.活塞直径为在气缸（

试确定活塞运动所需的力减少的百分比,120°C时在-2N10·s/m2,,.设在0°C时μ1=1.7×s/m2.×120°C时,μ2=2-103N·

由于转轴与轴套之间的流后,重一飞轮回转半径为30cm,500N,当其转速达到600r/min8.0.05cm,2cm,这里轴套长5cm,轴的直径为径向间隙为1r/min.体的粘性而使其转速减少.试确定流体的粘度设）（209.试求常温下°C,一个大气压使水的体积减少0.1%,所需的压力

-8cm2/N10.p=4.8β×

求此流体的体积弹性×p10.当压力增量Δ=5104N/m20.02%,某种流体的密度增长时,.模量第二章思考题

1欧拉平衡微分方程综合式可积分的条件是什么2何谓等压面等压面与质量力作用线之间的关系如何3何谓连通器原理工程上有何应用

4压力p和总压力P有何不同如何计算静止流体中平板上的总压力和压力中心水箱中储有重度不同的两种流体,如图2-28所示.容器和测管都与大气相通,问测管1

和2中的液面是否与o-o面平齐是高于还是低于o-o面

中的水平面是等压面吗连）静止流体（包括相对静止两种流体的分界面是等压面吗

通容器中的水平面是等压面吗

水箱橡皮管连接容器B,所示的密闭水箱A,顶部自由液面的压力为p0,7如图2-29:

2问接有测压管1和

两测压管的水面是否平齐2

（1）1和对吗若平齐,pa=pb

还两测压管的水面将如何变化p0的值是增加减少

（2）若将容器B提高一些,是不变

中水面正好与直至B若将容器B下降（测压管1和2均封闭）（3）问此时点平齐,C

C点的压力为多少

8何谓压力体它由哪几个面构成实压力体与虚压力体有何异同

9如图2-30所示各AB段壁面均为二向曲面,试画出AB段上的压力体.

10如图2-31所示水平台面上置放五个形状各异,但底面积相等的容器,若容器内的水

深H均相等,试比较容器底面积上所受静水总压力的大小.

11如图2-32所示形状各异,但面积相等的闸门,浸没在同一种液体中,试比较各闸门所受静水总压力的大小.

问其若该物体的表面接触的流体压力处处相等,12一个任意形状的物体处于静止流体中,上的流体总压力为多少

表征各种）（绘出示意图船舶的平衡条件是什么船舶的漂浮状态通常有哪几种情况

.,列出各种浮态的平衡方程浮态的参数有哪几个根据静力平衡条件

题习

的中其余液体为水2-33所示的差动式比压计中的水银柱高h=0.03m,,容器A,B1.如图.容器中心处的压力差H=1m,求A,B心位置高差

该球直径为,用金属球封闭,2-342.如图所示的容器底部有一圆孔圆孔的直径为5cm,

.求水作用于圆球上的总压力3cm.

3.如图2-35所示,H=3m,α=45°,闸门宽为b=1m,求扇形闸门上所受静水总压力.设水的密度为1000kg/m3..分别按下列三种情况计算.所示的单位长圆柱体上所受静水总压力4.试确定图2-36

（1）H1=d,H2=0;

（2）H1=d/2,H2=0;（3）H1=d,H2=d/2.

5.如图2-37所示,当闸门关闭时,求水作用于闸门上合力对0点的力矩.设γ=9802N/m3.

6.如图2-38所示,重度为9100N/m3的油液所充满的容器中的压力p由水银压力计读

数h来确定,水银的重度为1.33×105N/m3,若压力不变,而使压力计下移至a点的位置.

求压力计读数的变化量h.

水压力经闸门的面板传到三条水平梁上,所示,矩形平板闸门7.如图2-39为使各横,

6宽已知闸门高梁的负荷相等,试问应分别把它们置于距自由液面多深的地方4m,

H=3m.m,水深,的流体γ8.如图）,浸入重度为即与液面平行所示等腰三角形平面的一边水平2-40（

中

三角形高为a,水平边宽b,水平边距自由液面为a,求作用于三角形上的静水总压力及压力中心.

9.求图2-41所示,d=4m的单位长圆柱体上的静水总压力.

10.船沿水平方向作匀加速直线运动,其液体舱的液面倾斜45°,求船的加速度.

11.某船从内河出海,吃水减少了20cm,接着在港口装了一些货物后吃水复又增加了

15cm.设该船最初的排水量为100t,吃水线附近船的倾面为直壁,海水的密度为ρ=1025kg/m3.问该船在港口装了多少货物.试证流体静止的必要条件是质量力必须满足式中为质量力12.

加速,2m,在与水平面成30°的倾斜面上向上运动矩形水箱高13.如图2-42所示,1.2m,长.试求箱内液面与水平面之间的倾角度为4m/s2.

处θ.C处开口通大气,A,一细长直管,长L=20cm,与铅垂轴的夹角为2-4314.如图所示B求截面A和若管子绕Z轴作等角速度ω旋转,管内盛满密度为封死.ρ的均质流体.设流体相处流体质点的质量力的大小和方向..对管子是静止的

求作用于该板上的静水总压,15.直径为4m的圆板铅垂地浸入水中,上面与水面相切时..力及压力中心

以下缘连接铰链,A处设有转轴,160一矩形闸门的位置与尺寸如图2-44所示,闸门上缘=）ξ,求开启闸门所需的拉力T.（Ic若忽略闸门自重及轴间摩擦力备开闭.

水闸一侧的°当）,α17.如图3-45所示为一绕铰链O转动的自动开启式水闸（倾角=60x.,试求铰链至水闸下端的距离水深h1=2m,另一侧的水深h2=0.4m时,闸门自动开启

已知闸门18.求图2-46所示封闭容器斜壁上的圆形闸门所受的静水总压力及作用点.

=）ξ容器内水面的相对压强=98.1kN/m2.（Ic直径d=2m,a=1m,a=60°,

阀门上缘有一1m,其上斜盖一椭圆形阀门,泄水孔道直径19.一泄水装置如图2-47所示,

试求开启阀门的,H=2m.若不计阀门重量及铰链的摩擦力,铰链泄水孔上缘距水面距离

力T.（Icξ=）第三章思考题拉格朗日法与欧拉法有何异同欧拉法中有哪两种加速度它与速度场的定常与否及均匀与否有什么关系

如何理解欧拉法求质点加速度时,其表达式中空间位置（x,y,z）是时间的函数陨星下坠时在天空中划过的白线是什么线

流线与轨迹线有何区别在如何判断流线方向流线有什么基本性质同一时刻不同流体质点组成的曲线是否都是流线同一流场中,那么是否一定有和,,每一流体质点的密度都保持不变如果在运动过程中

观察者在什么坐标系下可以观察到定常运动一条船在静水中作等速直线运动,

则是船而船模在水槽中试验船模在水池中试验,拖车拖带船模在静水中作等速直线运动.,试讨论这两种流动坐标系的相对于地球）,水槽中的水以均匀来流绕船模流动,（模固定不动选择及流动的定常或非定常性

流体微团一定做直线运无旋运动时流场为有旋运动时,流体微团一定做圆周运动吗,动吗

流体微团的旋转角速度与刚体的旋转角速度有什么本质差别11.

题习

:

求,已知流场的速度分布为1.

流体的剪切变形角速度;

（1）

点（3,1）处流体质点的加速度.

（2）

给定速度场,,vz=0且令t=0时,r=a,θ=b,τ=c.2.求流场的加速度.

3.已知平面流速度场为vx=1+2t,vy=3+4t,求:

（1）流线方程;

（2）t=0时经过点（0,0）,（0,1）,（0,-1）的三条流线方程;（3）t=0时经过点（0,0）的流体质点的迹线方程.4.已知平面流动的速度分布为式中Γ为常数,求流线方程.

5.给定速度场vx=-ky,vy=kx,vz=w0.式中k,w0是常数.求通过

x=a,y=b,z=c的流线.

已知不可压缩液体平面流动的流速场为6.vx=xt+2yvy=xt2-yt

处液体质点的加速度A（1,2）求当t=1s时,点:

m/s2）.单位（

7.已知流体中任一点的速度分量,由欧拉变数给出为vx=x+t

vy=-y+tvz=0

试求t=0时,通过点（-1,1）的流线.

8.已知流体的速度分布为vx=1-y,vy=t,求:

t=1时过（0,0）点的流线及t=0时位于（0,0）点的质点轨迹.

.t=1时的加速度（3,0,2）求:

空间点在9.给出流速场为,已知空间不可压缩液体运动的两个流速分量为10.:

试求vx=10x,vy=-6y,

方向上的流速分量的表达式z

流动是否为有旋运动,哪些