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贵州大学学年第二学期考试试卷 A 得 分 评分人 名词解释(共20分，每分)答题(共30分，每小题分) 方程二： Ⅱ．从单位重量流体能量观点简要说明两方程中各项的物理意义，以及两方程的物理意义； Ⅲ．这两个方程在应用条件上有何相同和差异之处。 4．什么是紊流的时均速度？写出紊流时均速度轴向分量的定义式，指出式中各符号的含义。 5．什么是有旋流动？什么是无旋流动？分别给出其数学条件。 得 分 评分人 四．分析证明题 (共2分，每小题分)D 与球的直径d、来流速度U0、流体的密度ρ、 动力粘度μ有关，试用π定理推求阻力FD 的表达式。 2．冯卡门假定，在不可压层流流动中,vx可用一个多项式表示，假设这个多项式最高项是3次项，试确定之。 得 分 评分人 计算题(共30分，每小题10分),ρ空＝1.2 kg/,忽略流动的能量损失，求空气的体积流量qv。 2．已 知 长1.22 米，宽1.22米 的 平 板 沿 长 度 方 向 顺 流 放 置， 空 气 流 动 速 度 为3.05m/s， 密 度ρ＝1.2kg/m3，运 动 粘 滞 系 数ν=0.149cm2/s。试 求 平 板 受 力。 对层流边界层有： 而对紊流边界层有： 3．已知大气层中温度随高程H的变化为：T=288-aH， 式 中a=0.0065K/m， 现有一飞机在10000m 高空飞行，飞行马赫数为1.5。求飞机的飞行速度。 参考答案及评分标准 一、 1．实际的流体都是有粘性的，没有粘性的假想流体称为理想流体。 2．当管道中的阀门突然关闭，以一定压强流动着的水由于受阻流速突然降低，压强突然升高。突然升高的压强迅速地向上游传播，并在一定条件下反射回来，产生往复波动而引起管道振动的现象。 3．流场中各空间点上所有物理参数均与时间变量t无关，称作定常流动。 4．流体在管内作紊流流动时，用符号△表示管壁绝对粗糙度，δ0表示粘性底层的厚度，则当δ0＞△时，叫此时的管路为水力光滑管；（2分）当δ0＜△时，叫此时的管路为水力粗糙管。（2分） 5．在绝热流动的过程中，气流的绝对压强与热力学温度为零，气流的总能量全部转化为宏观运动的动能的状态。 二、 1．一般认为：液体粘性主要取决于分子间的引力，气体的黏性主要取决于分子的热运动。温度升高时，气体分子的热运动加剧，气体的粘性增大，（2分）而分子间引力变化的黏度影响可忽略不计；（1分）对于液体由于温度升高体积膨胀、分子距增大，分子间的引力减小，故液体粘性随温度升高减小，（2分）而分子的热运动变化的黏度影响可忽略不计。（1分） 2．属于等压面的是以下水平面 （3分） 自由表面（或气液分界面）（1分） 两种不互溶液体的交界面（1分） 液体内能互相连通（或不被隔断）的同一种液体内的各水平面。（1分） 3．（1）方程一是流体静力学基本方程，方程二是伯努力方程。（3分） （2）方程中p/ρg是压强势能项，z是位置势能项，v2 /2g是动能项；（1分） 方程一的物理意义当连续不可压流体处于平衡状态时，在流体的任意点上，单位重量流体的总势能为常数。（2分） （3）方程一的物理意义当连续不可压重力流体做一维定常流动时，在同一流线的不同点上，或者同一微元流束的不同截面上，单位重量流体的动能，压强势能，位置势能之和等于常数，实质是能量守恒定律在流体中的具体表现。方程一是方程二在流体静止时的特例。 4．紊流真实速度在一定时间间隔内的统计平均值叫紊流的时均速度。（4分） 式中：t△－初始时刻　T－时间间隔　u－瞬时速度　　－时均速度 5．流体微团的旋转角速度不等于零的流动称为有旋流动，流体微团的旋转角速度等于零的流动称为无旋流动。数学条件： 无旋流动 有旋流动 三、 1． 选d,U0, ( 为 独 立 基 本 量 纲， 可 以 组 成5-3=2 个π 项 （3分） 写成量纲式 按量纲和谐原理求指数，对 联立求解得： 所以，， （4分） ，阻力 或， 令，则： （4分） 2．假定这个三次多项式为， 根据下列边界条件来确定待定系数a0、a1、a2和a3 （以下每个条件1分） (1)在平板壁面上的速度为零，即在y=0处, vx=0 (2)在边界层外边界上的速度等于来流速度V∞ ,即在 y=δ处 vx= V∞ ， (3)在边界层外边界上，摩擦切应力 为零，即在 y=δ处， (4)由于在平板壁面上的速度为零，即vx=vy=0 ，由简化后的纳斯方程有 这样 （3分）所