空气动力学试题2013年(A)

北京航空航天大学2012－2013学年第二学期考试统一用答题册考试课程空气动力学（Ⅰ）（A卷）班级成绩姓名学号2013年7月1日一、选择题（在所选括号内打√可多选，每小题4分，共20分）1、对于满足连续介质假设的流体，判断以下说法的正确性。a.流体分子连续地充满着所占据的空间（）b.流体分子自由程与飞行器尺寸同量级（）c.流体分子尺寸远小于飞行器特征尺寸（）d.流体分子自由程远远小于飞行器特征尺寸（）e.流体质点无间隙地充满着所占据的空间（）2.粘性是表征流体物性的重要特性，判断以下说法的正确性。a.流体的粘性是表征流体抵抗剪切变形的能力（）b.空气的动力粘性系数大于水的动力粘性系数（）c.水的动力粘性系数大于甘油的动力粘性系数（）d.空气的动力粘性系数随温度的增加而下降（）e.水的动力粘性系数随温度的增加而下降（）3．在欧拉法中，判断以下说法的正确性a.流体质点的加速度可表征为局部和迁移加速度之和（）b.在直线流动中，流体质点的局部加速度为零（）c.在定常流动中，流体质点的迁移加速度为零（）d.局部加速度表征流场的非定常性，迁移加速度表征流场的不均匀性（）4．对于自然界中的龙卷风，判断以下说法的正确性a.在龙卷风横截面上，涡核内部为粘性有涡流动，涡核外可视为无粘流动（）b.龙卷风的强度与涡核的直径无关（）c.龙卷风的强度仅与涡核旋转角速度有关（）d.龙卷风的强度与涡核旋转角速度和涡核面积乘积成正比（）5．边界层理论的提出，是人们解决大雷诺数物体绕流阻力及其特性的重要途径。a.在边界层内，流体微团所受的惯性力可忽略不计()b.在边界层内，流体微团所受的粘性力与惯性力同量级()c.边界层的厚度，取决于流体微团惯性力与粘性力的相互作用的结果()d.在同样条件下，粘性系数大的流体，边界层的厚度发展快()二、填空题（在括号内填写适当内容，每小题2分，共10分）1．流体质点压强的随体导数为（）。2．欧拉运动方程在z方向的分量式为（）。3．Stokes定理表明，龙卷风的强度可用围绕龙卷风任意封闭曲线L的速度环量表征，其与龙卷风涡通量的数学关系式为（）。4.理想不可压缩流体，有环量的圆柱绕流可由（，，）三种基本流动叠加而成。5．如图，当亚声速流过收缩管道或超声速流过收缩管道时，流动参数的变化趋势为：面积A减小减小速度V（）（）压力P（）（）密度ρ（）（）温度T（）（）马赫数M（）（）1、简答题（每小题5分共20分）1.写出速度场的散度和旋度的表达式，并说明物理意义。2．对不可压缩理想流体平面势流，写出极坐标系中速度与势函数和流函数的关系式。3.试说明在零压梯度平板层流边界层内，随着边界层厚度的发展，壁面涡量沿程减小。4.超声速流动中，分别给出通过激波、膨胀波后，总焓，焓，总温，静温，总压，静压，总密度，密度，速度，马赫数，熵的变化趋势。亚音速超音速M1M12、计算题（共50分）1．有不可压缩流体定常流动，其速度场为2uAxvAxywAxz其中，A为常数。求（1）流体质点的线变形速率、角变形速率；（2）流场的角速度；（3）流线与涡线的交角。（10分）2．密度为的不可压缩理想流体流经一个收缩管道，假定流动是定常的，不计质量力的作用，试求通过此管道的体积流量Q，气流对管道内壁的作用力F。（15分）已知：截面1-1面积A1、压强p1；截面2-2面积A2、压强p2。3．某二维流场的流函数可写成为225628100(1)ln()25ryr试求，零流线，驻点位置，绕流物体环量，来流速度，绕流物体受力。(10分)4．假设平板边界层的速度型为3422euyyyu，试用卡门动量积分关系式求边界层厚度、动量损失厚度、位移厚度和平板壁面切应力。（10）其中，为边界层厚度，为流体运动粘性系数。边界层动量积分方程为其中，1为位移厚度，2为动量损失厚度。w为壁面切应力。5.一架飞机以500m/s的速度在空气中飞行，空气的温度为0℃，压力为56kPa。求声速、马赫数、马赫角、总压及总温。（5分）2221(2)weeeduduudxdx011dyuue021dyuuuuee