《流体力学》习题答案.pptVIP

6-4： 根据平板混合边界层阻力系数计算公式P101 经过湍流修正（在转捩成湍流前的层流阻力较小） 式中系数A取P101表中的8700的数值 X2 共有两个面 20.5N 6-6： P96层流摩擦阻力系数（6-14e）： （1）层流 6-6： （2）湍流—半经验公式，与速度分布有关P101 式中系数A取P101表中的3300的数值 6-8： 所以，Lcr=0.161m 式中系数A取P101表中的8700的数值 6-10： P113中未给出这个Re数下Sr的数值，因此，选Sr=0.21 而实际上，由泰勒(F·Taylor)和瑞利(L·Rayleigh)提出下列经验公式，适用于250Re2×105范围内的流动 6-11：重力、浮力、摩擦力三力在竖直方向上平衡 根据P114 （6-63b） 为什么可以用匀速上升时得到的CD计算气球被固定时受横风吹的时候的CD？ 关键在于两种情况的Re都106,达到完全湍流的阻力平方区，此时的CD与Re无关，只与相对粗糙度有关。 6-11：扰流阻力应与重力平衡时达到自由沉降速度， 7-7：需要迭代计算，参考P135 7-7 试算，取λ=0.02 斯瓦米江公式 7-7： 所以， 7-8：并联，所以，hf1=hf2 假设两沿程λ1=λ2 根据斯瓦米江公式 迭代计算， 验算， 7-9 首先确定hf和hj： 列伯努利方程： 7-10 根据斯瓦米江公式 列伯努利方程： 7-12 按压强为表压来计算（否则缺少大气压数据） 2. 1.列伯努利方程： qV = 0.562 L/s，v2/2 = 12.3 J/kg； v = 29.4 m/s，v2/2 = 432 J/kg * * * 1) v = 4.97 m/s，qV = 0.562 L/s，v2/2 = 12.3 J/kg； 2）v = 29.4 m/s，qV = 0.208 L/s，v2/2 = 432 J/kg 1-5：薄液膜，流速可按线性分布 作者参考答案 半径r处的微元摩擦力矩 摩擦合力矩 dl是圆锥斜边的微元长度 实际上，半径r处的动静两壁面的间隙应该按照δ/cosθ来计算 ∴摩擦合力矩=169.6N 1-6：在圆筒的侧面和底面都存在摩擦 侧面摩擦应力 侧面摩擦力矩 底面摩擦应力 半径r处的微元摩擦力矩 底面摩擦合力矩 1-7：简谐运动，需求瞬时功率和积分求平均功率。 往复速度 摩擦力 瞬时功率 平均功率 1-8：按照P11 （1-4）进行计算 2-1： 2-3：Pa=P顶+ρgh 2-7：顺序法，从A出发，向上则-ρgh，向上则升高ρghPA+ρ1gh1 –ρ2gh2+ρ3gh3 –ρ2gh4-ρ1g（h1 –h2+h3-h4 ）=PB PA-PB =9956.8Pa 2-9：对称圆柱，作用其上的微元压力都通过轴心，合力也是通过轴心，不产生扭矩 水平方向单位宽度压力： 合压力作用点： 竖直方向单位宽度压力： 对半圆求形心： 合力的角度 如图所示，即作用在各自合力作用点的px和py的合成力经过圆心 3-1： 3-2：迹线方程 由题目可知，通过（a,b）点，因此，积分常数C=0 所以，通过（a,b）点的迹线方程为： 3-3：流线方程 为流线方程一般形式 代入流场 3-4：与刚体相同，即无应变变形 流场 无线变形 无切向应变 与刚体相同 3-5：流场成立，即连续性方程成立 4-3： 4-5： 根据不可压缩流体（水）连续性方程 单变量方程解得： 第一孔流速为8.04m/s 第八孔流速为6.98m/s 4-7： 根据连续性方程 再根据伯努利方程 4-9： 根据连续性方程和伯努利方程 4-11： 根据连续性方程和伯努利方程 x y 5-1： 根据量纲齐次性 a、b为整数，d为常数 参照p9 5-2： 用量纲分析法所归纳出的式子往往还带有待定的系数，这个系数要通过实验来确定。还有，按照数学原理，这些无量纲数也可以是带指数的关系 或者 所以 但是从实验或经验可以得出推力F与粘性μ以及船速v是成正比的，因此，推力与μ项无量纲数的指数等于1。同理得到v项无量纲数的指数也是1。 = 所以 5-3： n Q H 效率 T M 0 0 1 0 1 L 0 3 -1 0 2 T -1 -1 -2 0 -2 所以 D 密度 粘度 v F M 0 1 1 0 1 L 1 -3 -1 1 1 T 0 0 -1 -1 -2 但是从实验或经验可以得出推力F与粘性μ是成正比的 与P114圆球绕流阻力公式进行对比！ 5-4： v c A l 密度 粘度 FL（ FD ） M 0 0 0 0 1 1 1 L 1 1 2 1 -3 -1 1 T -1 -1 0 0 0 -1 -2 与P112二维物体定常绕流阻力和升力计算公式对比！ 5-5： 用面积来替换一下，不会影响分析过程