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流体力学参考答案 一、概念题 1．连续介质假设：流体是由大量的流体微团所组成，流体微团连续无间隙地充满流体所占据的空间，流体运动中的物理量均可以视为空间坐标和时间变量的连续函数。 2．拉各朗日法与欧拉法：拉各朗日法着眼于空间流体各质点的运动情况，研究各质点的运动历程，并通过综合所有被研究的流体质点的运动情况来获得整个流场的运动规律；欧拉法着眼于流体流过的流场中各空间点的运动情况，并通过综合流场中所有被研究空间点上流体质点的运动要素及其变化规律，来获得整个流场的运动特性。 3.速度势函数与流函数：当流体作无旋流动时，总有速度势存在，所以无旋流动也称为有势流动或简称势流，其中 ， ， ；对于不可压缩流体的平面运动（有旋、无旋），还存在另一个表征流动的函数—流函数， ，。 4．边界层：粘性流体以大雷诺数绕壁面或者其他物体流动时，壁面附近速度梯度很大的薄层被称为边界层。 5．普朗特混合长度理论：普朗特认为：与气体分子的运动要经过一段自由行程相类似，流体微团在横向脉动过程中也经过一段路程，即流体微团在与其他流体微团碰撞之前要经过一段距离。流体微团把它原来的动量带到新的位置，完成动量交换。称为混合长度或自由行程。 6．马赫数与激波：流速与声速之比称为马赫数，； 在流体与物体之间的相对运动的速度大于声速的流动中流体参数突变的薄层称为激波。 7．涡通量与速度环量：在微元涡管中，涡通量为角速度与垂直于微元涡管横截面积乘积的两；对流场中某时刻的封闭曲线，作线积分：称为沿封闭曲线的速度环量。 二、计算题 1、解：对木板进行受力分析可知：重力沿斜面方向的分力与木板受到的牛顿内摩擦力是平衡的：即， 2.解：左边水产生的总压力为： 的对铰点O力臂为： 右边水产生的总压力为： 的对铰点O力臂为： 根据力矩平衡： 代入： 所以： 3.解：不可压缩流体流动的连续性方程为： ，，所以： 积分得到： 当，，所以：。 得到： 4.解：由连续性方程得到： 取缓变流断面1－1、2－2，列两个断面间的伯努利方程（不计损失）： 所以： 取控制体，作用在控制体上的力有，动水压力、及喷管对水流的作用力、。在X及Y方向分别建立恒定总流的动量方程有： X： Y： 求解动量方程得到： ， 根据牛顿第三定律可知，水对喷管的作用力大小分别为、，方向与、相反。 5.解：取水库上下游水平面为1－1及2－2断面，列两个断面伯努利方程： 代入数据得到： 列：，的B.E 6.解：根据等熵流动可知道： 根据克拉龙伯方程： 由上述二式可以推出： 所以： 由于：，所以： ，可以得到： 所以： 根据： 代入：，得到：