2012流体力学复习题答案(2)

IC：受压面对平行Ox轴的形心轴的惯性矩。

（2）图解法

大小：等于压强分布图的面积S乘以受压面的宽度b，即 P bS

方向：垂直并指向受压面；

作用点D（压力中心）：可由合力矩定理求得D离底边的距离e。

9、作用于曲面上的静水总压力的大小、方向和作用点的确定。

答：大小：

静水总压力的水平分力：Px ghAcx pAcx

Px：曲面上总压力的水平分力

A：曲面的垂直投影面积； xh：垂直投影面Ax形心点的淹没深度； cp：垂直投影面Ax形心点的压强 c

静水总压力的垂直分力：

静水总压力：P p2z gV（即压力体的液体重力） px pz2

方向：静水总压力P的作用线过曲面的曲率中心（圆心）与水平面的夹角为 ，

tan pzp arctan

xpzp x

压力作用点D（压力中心）：通过Px作用线（通过Ax压强分布图形心）和Pz作用线（通过压力体的形心）的交点，做与水平面成 角的直线就是总压力作用线，该直线与曲面的交点为总压力作用点。

10、什么是压力体、构成方法、如何判断并表示其实、虚？

答：压力体是指由受作用曲面到自由液面或自由液面的延伸面之间的垂直柱体；

压力体是由下列周界面所围成的封闭体：

（1）受压曲面；

（2）液面或液面延长面；

（3）通过受压曲面的四个边缘向液面或液面的延长面所做的垂直面。

压力体的实、虚表示：（1）液体和压力体位于曲面同侧，为实压力体（ PZ）

（2）液体和压力体位于曲面异侧，为虚压力体（ PZ）。

第三章一元流体动力学基础

1、描述流体运动的方法有哪些？其实质内容是什么？适用于流体的哪些运动?

答：描述流体运动的方法一般有拉格朗日法和欧拉法两种。

拉格朗日法：研究每个流体质点的运动情况，并通过综合各个流体质点的运动情况获得一定空间内整 个流体的运动规律；实质是利用理论力学中研究质点系运动的方法，又称质点系法（质点追踪法），适用 于云团、台风、波浪等的运动。

欧拉法：研究流场内固定空间点上液体质点的运动情况，又称定点观测法，适用于流体的一般运动。

2、什么是恒定流，非恒定流，流管，元流，总流？

答：恒定流：流场中各空间点上流体质点的所有运动要素均不随时间变化的流动；

非恒定流：流场中各空间点上流体质点的运动要素随时间变化的流动；

流管：在流场中垂直流动方向取环形曲面，过该区面上每一点的流线所组成的管状结构；

元流：充满以流管为边界的一束液流运动（流管内包含的所有流线的集合）；

总流：由无数个元流组成的整个液体运动（流场内所有元流的集合）。

3、什么是流线和迹线，各自有何特点，相互关系如何？

答：流线：是表示某一瞬间液体运动的流速场内流动方向的曲线；

迹线：是某一液体质点运动的轨迹线；

流线特征：连续光滑曲线，流线不能断，既可能闭合也可能不闭合；不能交叉：流线的疏密程度表示

该处流速大小；恒定流时液体质点运动的迹线与流线重合。

4、什么是过水断面，流量，断面平均流速？

答：过流断面：与元流或总流所有流线正交的横断面为过流断面，其面积为A；

流量：单位时间内通过某一过流断面液体的体积，用Q（m3s或Ls）表示；

断面平均流速：假定在过流断面上液体质点都以同一速度V向前运动, V Q/A。

5、什么是均匀流和非均匀流，渐变流和急变流，均匀流的特征如何？

答：对于一维流动，如果流动过程中运动要素不随流程坐标S而改变，这种流动称为均匀流；反之，为非均匀流。

当流线之间的夹角较小或流线曲率半径较大，单个流线近似是平行直线时，称为渐变流。

反之，流线之间的夹角较大或流线曲率半径较小，这种非均匀流称为急变流。

均匀流特性：流线是平行直线、过流断面是平面，而且大小和形状都是沿流程不变的；各个过流断面上流速分布情况相同，断面平均流速沿流程不变；同一过流断面上各点动水压强的分布符合静水压强的分布规律。

6、不可压缩流体恒定流连续性方程、依据及其物理意义？

答：不可压缩流体恒定流连续性方程：V1A1 V2A2

该式表明通过恒定总流各过流断面的流量是相等的，其断面平均流速与过流断面面积成反比。

7、什么是测压管、位置水头、压强水头、测压管高度、测压管水头，它们的物理意义和相互关系怎样？ 答：测压管：是用同种液体的液柱高度来测量液体压强的L型或U型玻璃管，它一端通大气，另一端与被测点相连。

位置水头：指液体某点在基准面以上的高度（z），可直接测量；

压强水头（测压管高度）：测压管液面到被测点的高差，h p

g

测压管水头是指位置水头与压强水头的总和。

物理意义：位置水头表示单位重量液体具有的重力势能（位能）

压强水头表示单位重量液体具有的压强势能（压能）

测压管水头单位重量液体具有的全部势能。

相互关系：测压管水头=位置水头+压强水头。

8、实际液体恒定总流的能量方程及其各项的物理及几何含义？ 答：实际液体恒定总流的能量方程：Z1 p1 1v12g2 g Z2 p2 g 2v2

2g2 hw

物理意义 几何意义

Z 位置势能（位能） 位置水头（位头）

p g 压强势能（压能） 压强水头（压头）

v2

2g 流速动能（动能） 速度水头

hw 能量损失 水头损失

9、什么是动能修正系数、动量修正系数，它的大小决定因素是什么？如何变化？ 答：动能修正系数：a udA

vAA3

23 它的大小取决于过流断面上流速分布的均匀程度，流速分布越不均匀其值越大，对于渐变流，一般α=1.05——1.10，为简便计算常取α=1。 动量修正系数： udAvAA2大小取决于过流断面上流速分布的均匀程度，渐变流中取1.02—1.05，

为简便计算常取1

10、什么是总水头线、测压管水头线，它们的特点和相互关系怎样？

答：测速管水头所连成的线称为总水头线。

测压管水头所连成的线称为测压管水头线。

相互关系：（1）总水头线是一条下降直线；

（2）长直管路（动能不变）总水头线与测压管水头线平行；

（3）总水头线永远高于管道轴线，而测压管水头线可能低于管道轴线；

（4）总水头线和测压管水头线之间的间距为速度水头。

11、恒定总流能量方程的应用条件有哪些？

答：（1）恒定流，不可压缩流体（ρ=c，气体v 68m

（2）质量力只有重力（运动加速度很小）；

（3）所取得过流断面应该在渐变流或均匀流区域；

（4）所取得过流断面间除了水头损失外没有其他的机械能输入；

（5）所取得过流断面间没有能量的汇入和分出，即总流的能量沿流程不变。

12、流体力学实验的测量仪器有哪些、作用是什么？

答：（1）测压管：测量液体内部某点的压强（静压或动压）；

（2）水银差压计：测两断面间的压强差；

（3）文丘里流量计（孔板流量计）：测量管道中流量的大小；

（4）测速管：测量水流在通过过水断面某点时的速度；

（5）温度计、压力表、真空表、

13、恒定总流的动 …… 此处隐藏：2484字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……