2004年空气动力学试题之一(正考)

12002级空气动力学基础期末试题姓名：学号：成绩：一、概念题（40分，每小题4分）1、什么是流体的连续介质假设？什么是流体的易流性？2、流体的粘性指什么？请说明液体和气体的动力粘性系数随温度的变化特性及其原因？3、①只有在有势力作用下流体才有可能平衡。（）；②在非有势力作用下流体也可以平衡。（）；③在有势力作用下流体一定平衡。（）；④以上均不正确。（）（在括号中打√或打×）4、分别写出流线方程和迹线方程。在什么情况下两者重合，在什么情况下两者一般不重合？5、分别写出流体质点运动速度u(x,t)、u(x)、u(t)的加速度表达式。6、写出流体微团的基本运动形式与刚体运动形式的区别，分别说明在直均流、势流、壁面边界层中流体微团的基本运动形式包括哪几种？7、证明在理想不可压缩平面势流中，等势线和等流函数线正交。8、写出绕流场中任意封闭曲线的速度环量的表达式。如果绕某一封闭曲线的速度环量为零，能否说明该封闭曲线内的流动一定无涡？9、试根据平板边界层，惯性力和粘性力同量级的关系，推导边界层厚度与平板长度之比的量级。10、超音速气流通过激波和膨胀波，前后气流参数（速度、压强、温度、密度）的变化趋势是什么，并说明是否为等熵过程。2二、计算题（60分，每题12分）1、如图所示为射流泵的掺混过程，在掺混过程能量损失不能忽略。已知在截面1-1处，A1=0.0093m2，V1=30.48m/s，V2=3.048m/s，并假定两股流体的压强相同。在截面2-2处，A3=0.093m2，试求：2-2截面处的流动速度V3和p3-p1。流动为定常不可压缩流动，流体密度1000kg/m3。（不考虑壁面的摩擦阻力）。2、已知某一流动的速度场为)(2)(v222yxKzwKxKyu其中，K为常数，)(z为任意函数。试证明：该流动的流线与涡线平行。3、如图所示，已知不可压缩直均流绕过半径为a的二维圆柱无环量绕流的速度势函数为cos)(2rarV现在圆心处布置一点涡后，后驻点位于圆柱面上的A点（030），试求：（1）点涡的环量大小；（2）圆柱面上的速度分布与压强系数分布；（3）圆柱所受的升力大小。34、不可压缩流体定常零压梯度的平板边界层流动，假定边界层内的速度分布为)2sin(yuue试利用动量积分方程证明xuxe42222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。0为壁面切应力。5、空气在管道中等熵流动。在截面A马赫数为0.3，面积为0.001m2，绝对压强及绝对温度分别为650kPa及335.15K。在截面B的马赫数为0.8，求B截面处的截面积、压强、温度、密度及总压。dxduudxdueee)2(12220