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参考资料,少熬夜!流体力学的课件精编3篇【导读指引】三一刀客最漂亮的网友为您整理分享的“流体力学的课件精编3篇”文档资料,供您学习参考,希望此文档对您有所帮助,喜欢就分享给朋友们吧!流体力学试卷1流体力学试卷2一、名词解释1雷诺数2、流线3、压力体4、牛顿流体5、欧拉法6、拉格朗日法7、恒定流动8、流场9、无旋流动10、稳定流动11、不可压缩流体12、流场13、无旋流动14、有旋流动15、驻点16控制体17理想流体二、简答题1、流体静压强的特性是什么?2、尼古拉兹实验分区级意义是什么?3、运动粘滞系数r的物理意义是什么?4、流体动力粘滞系数u的物理意义是什么?5、伯努利方程z?pr?u22g?常数中各项的物理意义?6、简要说明管道流动局部阻力损失产生的机理。7、下式不可压缩流体N-S方程中,各项的物理意义是什么?X8、什么是流体的连续介质模型?它在流体力学中有何作用??1?p??(?ux?x22??x??uy?y22??uz?z22)?dudtx参考资料,少熬夜!三、计算题1、如图所示,一油缸及其中滑动栓塞,尺寸D=,d=,L=160mm,间隙内充满μ=・S的润滑油,若施加活塞以F=10N的拉力,试问活塞匀速运动时的速度是多少?(10分)2、如图所示一盛水容器,已知平壁AB=CD=,BC及AD为半个圆柱体,半径R=1m,自由表面处压强为一个大气压,高度H=3m,试分别计算作用在单位长度上AB面、BC面和CD面所受到的静水总压力。3、原型流动中油的运动粘性系数υp=15×10-5m2/s,其几何尺度为模型的5倍,如确定佛汝德数和雷诺数作为决定性相似准数,试问模型中流体运动粘性系数υm=?4、如图所示,变直径圆管在水平面内以α=30。弯曲,直径分别为d1=,d2=,过水流量若为Q=/s,P1=1000N/m2时,不计损失的情况下,求水流对圆管的作用力及作用力的位置。(20分)5、两水池的水位差H=6m,用一组管道连接,管道的第一段BC长L1=3000m,直径d1=600mm,C点后分为两根长L2=L3=3000m,直径d2=d3=300mm的并联管,各在D点及E点进入下水池。设管道的沿程阻力系数λ=,求总流量Q=?(20分)1、有一钢板制风管,断面尺寸为400mm?200mm,管内气流平均速度为/s,气体运动粘滞系数为×10?8m2/s,判断管内气体的流态?2、一高压管末端接喷嘴,如下图所示,已知喷嘴出口直径为10cm,管道直径为40cm,水在管中流量Q为/s,求管嘴对水流的`作用力。3、已知不可压缩流体的流速分量为:ux?x2-y2,uy??2xy,uz?0,问该流动是否为无旋流动?4、已知平面流动的速度分量为:ux?x?t2,uy??y?t2;求:当t=1是过M(1,1)的流线方程。5、一车间用直径为的风口送风,风口风速为/s,如长度比例常数为4,确定实验模型风口风速。若在模型内测得某点气流速度为/s,则车间相应点的速度为多少?(已知空气的运动粘滞系数为2/s)lmln?1166、对某一桥墩采用模型比例为进行实验。已知模型中水流速度为/s,实测模型桥墩受水流作用力为4N。求原型中相应的流速与作用参考资料,少熬夜!力。7、在水平放置的管线中接弯管,直径从600mm逐渐减小到300mm,水流方向偏转600如图所示,在直径较大一端压强为172kN/m2,求作用于弯管上的力的大小和方向,①当水不流动时;②当通过的流量为876L/s时;8、一弧形闸门AB,宽4m,圆心角为求作用于闸45,半径为2m,闸门转轴恰好与水面平齐,门的水静压力。9、如下图所示,一水箱侧面开孔并接有一直径为50mm的短管,形成管嘴出流,已知作用水头H=5m,管嘴出流流量系数u=,试问:①管嘴出流流量Q;②靠近水箱一侧管嘴内壁形成真空的原因是什么?③合适的管嘴长度是多少?0、如图所示,一水平射流冲击光滑平板,流量为Q0,密度?,直径为d0,求:①平板所受的冲击力。②流量Q1和Q211、如下图所示:水箱侧壁接出一根由两段不同管径所组成的管道,已知d1?200mm,d2?100mm,两管短长均为L=50m,H?10m,沿程阻力系数??,?A?,?B?,求:管道中水的流量、流速。1、一根直径为d1=的水管垂直放置,在上方转90°弯后立即收缩成直径为d2=喷口,水从此喷入大气中。设喷口水流速度为v2=20m/s,忽略一切损失,试计算低于喷口h=4m处水管截面上的压强p1。p1v1d1?v2d2v1??20??10m/s??z1??v122g10?2p2??z2?参考资料,少熬夜!v222g202p198072?5?4?2?p1??10Pa22、图示为一连接于压力容器的带法兰的收缩出流管嘴。设容器内压力表读数为p=106Pa,H=3m,管嘴大小口直径D=5cm,d=1cm。试求管嘴上螺钉群所受到的总拉力F。v1D?v2d连续性方程v1?5?v2?1v2?5v1p1?p??H静力学基本方程p1?106?9807?3??10p1?v125?伯努利方程2g?5v222g?v12?1098072??25v122?v1?/s动量方程qV?14?Dv1?214参考资料,少熬夜!??(5?10?2)???102?2m/s3?qV(v2?v1)?5?F14?p1A1?F?4F??10?F???25?10?1000??10?2?4?3、一贮水箱通过一直径为d的底部小孔排水,设排放时间t与液面高度h,重力加速度g,流体密度ρ,粘度μ等参数有关,试用量纲分析法(1)取h,g,ρ为基本量,求包含时间的无量纲量Π1;(2)取d,g,ρ为基本量,求包含粘度的无量纲量Π2。解:f(d,t,h,g,?,?)?0n=6(1)取h,g,ρ为基本量?1?hg?tMTL?L(LTa1?2a1b1c1)(MLb1?3)Tc10?c10??2b1?1b1?120?a1?b1?3c1a1??1/2gh?1?t(2)取d,g,ρ为基本量?2?d0a20g参考资料,少熬夜!b2??a2?2c2MTL?L(LT)(MLb2?3)MLTc2?1?10?c2?1c2??10??2b2?1b2??1/20?a2?b2?3c2?1a2??3/2?2?d?2??3/2g?1/2??1???d3/2g5、如图所示的抛物线闸门,宽度为b,铰接在B点上,建立如下坐标系后,抛物线闸门断面的方程为y=H-4x2。1.求流体作用在闸门上总压力的水平分力Fx大小;(4分)2.求流体作用在闸门上总压力水平分力Fx的作用中心hD;(4分)3.求流体作用在闸门上总压力的竖直分力Fz大小;(4分)4.求流体作用在闸门上总压力竖直分力Fz作用中心xD;(4分)5.维持闸门平衡所需的F。(4分)解:抛物线方程y?H?4x2(1)水平分力的大小Fx??hcAx??H2Hb??Hb2231(2)水平分力压力中心hD?hc?JchcAx?H?12参考资料,少熬夜!H22?b?H??H?b2H3(3)垂直分力的大小Fy??Vp??Ab?(4)抛物面面积A?H/2?bH3H?4x2H??dxdyD??dx?dy?HH/3抛物面形心x?1??ADxd??H3H3H3H?H/2xdx?H?4x2dy?H3H48H4y?1A??D参考资料,少熬夜!yd??H?H/2dx?4H?4x2ydy?45H竖直分力必然经过形心((5)合力?F?2H482,H459H2),xD??4HH348Fx?Fy??Hb6FH?Fx(H?hD)?FyxD维持闸门平衡的力F??bH(24?H)14422合力与y轴夹角tg??FxFy?32Hsin??Fx?F?如图所示矩形敞口盛水车,长2L(m),高h=2L(m),静止参考资料,少熬夜!时水深h1=L(m)。重力加速度为g(m/s2)。求水刚好不溢出时,盛水车的加速度a的大小。(5分)解:自由面方程为:ax+gzs=0,水刚好不溢出时,zs(x=-L)=h-h1,因此,-a(-L)/g=2L-L,即a=g。五、如下左图所示,水由水箱1经圆滑无阻力的孔口水平射出冲击到以平板上,平板封盖着另一水箱2的孔口,水箱1中水位高为h1,水箱2中水位高为h2,两孔口中心重合,且d1=d2/2,当h1已知时,求h2高度。(10分)六、如上右图所示断面突然缩小管道,已知两段面的直径分别为d1(mm),d2(mm),且d1=2d2=2d,流量为Q(l/s),水银比压计读数h(mmHg),水与水银的密度分别为ρ1、ρ2,求从1-1断面流经2-2断面的能量损失hw。(10分)如图所示为用于测试新阀门压强降的设备。水从一容器通过锐边入口进入管系,局部损失系数为,钢管的内径均为d(m),水在钢管内流动的沿程损失系数为λ,用水泵保持稳定的流量Q(m3/s),水与水银的密度分别为ρ1、ρ2,若在给定流量下水银差压计的示数为H(mm)。1.计算水通过阀门的局部损失系数;(4分)2.计算阀门前水的计示压强。(6分)水银流体力学三大方程的推导2流体力学三大方程的推导微分形式连续的性程方续连程方是体流力学基的本程之方,流体一动运的续连方,程反流体运动和映流体质量分的关系,它是在质布守恒量律在定流力体学的中应用重。点讨不论表同现式形流的体连续方程。用一个微六面体控制体建元微分形式立的续连性程。方设在流场中一固取不动的微平定六行面体(制体控,在直)角标坐系oxzy中,六面的边体长取为xd,dy,dz。看先x轴方向的流动流体,A从BC面D入流面六,从E体FG面流出。H在x轴方向出流与入流质之差量?(?xu)?(ux?)[?ux?xd]ydzdd?tu?dyxddzt?dxyddzd?xt?x用样同的方法可得在,y方轴和向z方轴向流的出流入与质量之分别为差(?u?y?)ydxydzddt?(?uz)ddydzdtxz参考资料,少熬夜!这?,在样dt时间内通过面六体全的六个面净流出的部质量为:??(ux)?(uy?)(??zu)[??]dxdydzdt?x?x?x在dt的时内间六面,内体质的量减了(少???xdddydtz,)?t根质量据守恒定律,流出六面体的净质量等必于六体内面减所的质量少?(u?x)?(u?y)?(?uz)???[?]dxdyzdtd??ddyxdzdtx??y?z?这t就直角坐是系标中体运动的流微形分的式连性方续。?程(?ux?)(?u)y?(?uz)?????0??x?y?z?代t单位表时间内,单体位积内量质净的出代表流单时位内间单,体积位的量变质化这是就角直坐标中系流体运动微的形式分的连续方性程。在连续方中程?(u?x)?(u?y)??uz(?)?????0?x?y??z??t??di(v?)?u(?ux)(??yu)(?u?z)x?y??z利用散公度:得到式???di?(v?u?)0t?用矢量场基利本算公运和式体随数公式导:得到????dviuu?????0t??D???divu?0tDdiv(u?)??dviu?u????D??????u??tD?讨t论??,0连方续程可简为化,⑴对定常于流动,?t???dvi??v???t0div??v?0?压或不压可流体。―微分―式形表明定常*动运时单位体,内流进流出积质的量等相适用。可于??D0,连方续程可化为简⑵,对不于压可缩体流,Dtidv?v0参考资料,少熬夜!D???divv?0为因tD*表对明不压可流,体体积在随运动中体保不持。变用适定常于不或定常流。体微分式形的动运方程动运程方流是体动运最的本基运的动原学,即理找流体出运动它受和到的作用之力间关系的数的学表达式,依的理据原理是论顿牛运动定律或动量定理,的下面用欧拉法利式形立建微形分的运式动程方。作用于体的力流分析象:对流体以界中面?围包的体为积体的作流用力表力面?流体的块质量力质量力量质(力力体:是指)作用所有流体于质点力。的如重、万有引力等力(。)质1力量长是力:它随相程作互用的素之元间距的离的增而加减,对小一般于体的特流征动距离运言而均,能示出显。来(2)它是一分布力,分布种于体流的块个整积内体流,块所受的体质力与其量围周有其无流体他存在无关系并通。
本文标题:流体力学的课件精编3篇
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