空氣動力學第二章習題

2022-10-05 00:36:03 字數 1982 閱讀 5199

2-1考慮形狀任意的物體。如果沿著物體表面的壓力分布為常值,是證明壓力在屋面上的合力為零。

2-2 考慮如下速度場,其x,y向的速度分量分別為,其中c為常數。試求流線方程。

2-3考慮如下速度場,其x,y向的速度分量分別為,其中c為常數。試求流線方程。

2-4 考慮如下流場,其x,y向的速度分量分別為,其中c為常數。試求流線方程。

2-5 習題2-2中的流場被稱為點源。對於點源,試計算:

(a) 單位體積的微元其體積隨時間的變化率;

(b) 流場的旋度。

2-6 習題2-3中的流場被稱為點渦,試對點渦計算:

(a) 單位體積的微元其體積隨時間的變化率;

(b) 流場的旋度。

提示:2-5、2-6兩題在極座標下求解更方便。

2-7已知一速度場為,試問這一運動是否是剛體運動?

2-8 現有二維定常流場分布。那麼

(a) 該流場是否可壓縮?

(b) 試求通過(0,0)點和(l,l)之間的體積流量。

2-9闡述流線和流管的概念。並解釋流線和跡線的區別。

2-10 現有二維定常不可壓流動的速度場試求其勢函式並畫出流譜。

2-11 現有平面流場(k為正的常數)試分析求解流場的以下運動特性:

流線方程、線變形率、角變形率、旋轉角速度,畫出流線圖和相應的流體運動分解示意圖。

2-12已知在拉格朗日觀點下和尤拉觀點下分別有速度函式

和試說明各自的物理意義和他們的差異。

2-13試推導一維定常無粘的動量方程(不及質量力)。

2-14 直角座標系下流暢的速度分布為:,試證過電(1,7)的流線方程為

2-15 設流場中速度的大小及流線的表示式為

,求速度分量的表示式。

2-16 求2-15中x方向速度分量u的最大變化率及方向。

2-17 試證在柱座標下,速度散度的表示式為

2-18 在不可壓流動中,下列哪些流動滿足質量守恆定律?

(a)(b)(c)

(d)2-19 流體運動具有速度

問該流場是否有旋?若無旋,求出其速度勢函式。

2-20 不可壓縮流體做定常運動,其速度場為

其中a為常數。試求:

(a) 線變形率、角變形率;

(b) 流場是否有旋;

(c) 是否有勢函式?有的話求出。

2-21 二維流場的勢函式為,求曲線上的點(2,-1)的切向速度分量。

2-22 設下面的幾組函式代表流動的三個分量:

(a) ;

(b) ;

(c) ;

(d) ;

(e) 。

其中k是常數,問哪一組速度分量能代表不可壓流動?

2-23 某一流場可描述為。問應具有什麼樣的形式,流場才能滿足連續條件?為什麼?

2-24 某二維流動可描述為

,使用兩種方法求解下圖的面積上中面積分。

2-25一速度場可用描述,

(a) 求其加速的尤拉描述

(b) 求流線。

2-26考慮乙個簡單的煙囪模型。煙囪外的空氣密度是常數,煙囪內的空氣密度也是常數,且。試用、、重力加速度g和煙囪高度h表達出口速度。

2-27有一水槍噴管如下。入口直徑d=10cm,噴口直徑d=3cm。水以1.

5m3/min的流量射入空氣。設外界空氣為標準大氣。試求連線軟管和噴頭的接縫處需要施加多大的固緊力才能滿足要求。

2-28一架小型飛機在海平面以180km/h的速度飛行,求駐點處的表壓以及相對流速為60m/s處的表壓。(表壓是指大於大氣壓的部分)

2-29 乙個u形管,其內徑是0.5m。氣體以100m/s的速度從管的一端進入,從管的另一端流出,流出的速度和流入速度大小相等,但是方向相反。

入口和出口的壓強都等於外界大氣壓。試計算氣流對管的作用力。取空氣密度為1.

23kg/m3。

2-30有一滅火機的管道如下圖,出水口直徑7.5cm,入水口直徑30cm,流量為3640l/min,進水口水壓2×105n/m2。出水口與水平面的夾角為30°。

求滅火機管道受的水的反作用力。

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