流體力學試卷A

a. 1b. 1.75 ； c. 1.75～2d.2 。

二、名稱解釋（每小題3分，共15分）

1.表面張力。

答：是液體表面層由於分子引力不均衡而產生的沿表面作用於任一界線上的張力。通常，由於環境不同，處於介面的分子與處於相本體內的分子所受力是不同的。

在水內部的乙個水分子受到周圍水分子的作用力的合力為0，但在表面的乙個水分子卻不如此。因上層空間氣相分子對它的吸引力小於內部液相分子對它的吸引力，所以該分子所受合力不等於零，其合力方向垂直指向液體內部，結果導致液體表面具有自動縮小的趨勢，這種收縮力稱為表面張力。

2．質量力與表面力。

答：質量力是某種力場作用在全部流體質點上的力，其大小和流體的質量或體積成正比，故稱為質量力或體積力。在生活中，我們常見的質量力是重力、直線運動慣性力、離心慣性力。

表面力是作用在所研究流體外表面上與表面積大小成正比的力。

3.流線與跡線。

答：任一時刻流體的速度在空間上是連續分布的，如果t時刻空間一條曲線在該曲線上任何一點a上的切線和a點處流體質點的速度方向相同，則稱這條曲線為時刻t的流線。

跡線是流體質點在空間運動時所描繪出來的曲線。它的切線給出同一流體質點在不同時刻的速度方向。跡線是單個質點在連續時間過程內的流動軌跡線。跡線是拉格朗日法描述流動的一種方法。

4.相似性原理。

答：指根據事物相似性原理進行科學**的理論。客觀事物雖然紛繁複雜、千差萬別,但只要發展......模擬實驗法等都要運用相似性原理。在經濟**中，相似性原理運用得很普遍。

彼此相似的物理現象必須服從同樣的客觀規律，若該規律能用方程表示，則物理方程式必須完全相同，而且對應的相似準則必定數值相等。這就是相似第一定理。

凡同一類物理現象，當單值條件相似且由單值條件中的物理量組成的相似準則對應相等時，則這些現象必定相似。這就是相似第二定理，它是判斷兩個物理現象是否相似的充分必要條件。

5.層流與湍流。

層流：流體分層流動，相鄰兩層流體只作相對滑動，流層間沒有橫向混雜。湍流：

當流體流速超過某一數值時，流體不在保持分層流動，而可能向各個方向運動，有垂直於管軸方向的分速度，各流層將混淆起來，並有可能出現旋渦，這種流動狀態叫湍流。

三、簡答題（每小題5分，共15分）

1. 定常流動與非定常流動的區別。

流體（氣體、液體）流動時，若流體中任何一點的壓力，速度和密度等物理量都不隨時間變化，則這種流動就稱為定常流動；反之，只要壓力，速度和密度中任意乙個物理量隨時間而變化，液體就是作非定常流動或者說液體作時變流動。

流體的流動狀態隨時間改變的流動。若流動狀態不隨時間而變化，則為定常流動。流體通常的流動幾乎都是非定常的。

2. 寫出理想流體的伯努利方程，並說明方程式中各項的物理意義？

伯努利方程往往被表述為p+1/2ρv^2+ρgh=c；也可以被表述為p1+1/2ρv1^2+ρgh1=p2+1/2ρv2^2+ρgh2伯努利方程的物理意義

物理意義:當速度增加，壓強減少。當速度減小，壓強增加。從另一種角度看，伯努利方程說-壓力對流體所做的功等於流體動能的改變。

理想液體的伯努利方程

3.分析曲面邊界層內的流體質點運動時的受力作用？

答：在邊界層內的流體質點除了受到摩擦阻力的作用外還受到流動方向上壓強差的作用。

四、計算題（每題10分，共40分）

1. 在水箱底部=的斜平面上，如圖所示，裝有乙個直徑d=0.5m的圓形洩水閥，閥的轉動軸通過其中心c且垂直於紙面，為了使水箱內的水部經閥門外洩，試問在閥的轉動軸上需施加多大的鎖緊力矩？

2.壓氣機進氣管直徑為d ，汞柱測壓計讀數為h，空氣重度為，汞的密度為,試求壓氣機的空氣流量。

3. 如下圖，容器a中液體的密度容器b中液體的密度u型壓差計中的液體為水銀（密度為）。如果b中的壓力為求a中的壓力。

4.在水平平面上的彎管，入口直徑mm，出口直徑mm，入口壓強，流量，忽略摩擦，試求水對彎管的作用力。