流體力學(xué)資料整理

1、山東科技大學(xué)流體力學(xué).學(xué)長只能幫你到這了第一部分,簡答1、何為流體的粘性？影響粘性的主要因素有哪些？當(dāng)溫度升高時，液體和氣體的粘性如何變化？1、粘性是流體在運動狀態(tài)下所表現(xiàn)出來的具有抵抗（阻止）發(fā)生剪切變形的能力（特性），它是流體所固有的一種屬性，但只有當(dāng)流層（或流體質(zhì)點）之間具有相對運動時才表現(xiàn)出來。影響粘性的主要因素有壓強和溫度，其中，壓強的變化對流體粘性的影響較小。當(dāng)溫度升高時，氣體的粘性增大，而液體的粘性降低。2、按照作用方式的不同，作用在流體上的力有哪幾類？作用在流體上的力可分為表面力和質(zhì)量力。表面力是作用在所取的分離體的表面上，并與受作用的流體表面積成比例的力。表面力又可分為法向力

2、（壓力）和切向力（摩擦力）。質(zhì)量力是作用在流體的每個質(zhì)點上，其大小與流體的質(zhì)量成正比的力。常見的質(zhì)量力有重力和慣性力。3、以矢量形式寫出常粘度條件下不可壓縮流體的Navier-Stokes方程的表達式，并說明各項的意義。非穩(wěn)態(tài)項。定常流動為0，靜止流動為0（由時間變化引起，稱為當(dāng)?shù)丶铀俣龋粚α黜?。靜止流場為0，蠕變流時（由空間位置變化引起，稱為遷移加速度）； 單位質(zhì)量流體的體積力(質(zhì)量力)；單位質(zhì)量流體的壓力差； 擴散項(粘性力項)。對靜止或理想流體為0，高速非邊界層問題。4、什么是粘滯性？什么是牛頓內(nèi)摩擦定律？不滿足牛頓內(nèi)摩擦定律的流體是牛頓流體還是非牛頓流體？4、粘滯性是當(dāng)流體流動時，在

3、流體內(nèi)部顯示出的內(nèi)摩擦力性質(zhì)。 牛頓內(nèi)摩擦定律是： ； 不滿足牛頓內(nèi)摩擦定律的流體是非牛頓流體。5、什么是流線？什么是跡線？流線與跡線的區(qū)別是什么？5、答：流線是某一瞬時在流場中畫出的一條空間曲線，此瞬時在曲線上任一點的切線方向與該點的速度方向重合，這條曲線叫流線。跡線則是在時間過程中表示同一流體質(zhì)點運動的曲線。 區(qū)別：跡線是流場中流體質(zhì)點在一段時間過程中所走過的軌跡線。流線是由無究多個質(zhì)點組成的，它是表示這無究多個流體質(zhì)點在某一固定瞬間運動方向的曲線。6、伯努利方程的使用條件是什么？6、理想流體、定長、不可壓縮、重力場、沿流線。7、在流體力學(xué)中，拉格朗日分析法和歐拉分析法有何區(qū)別？7、答：

4、拉格朗曰法著眼于流體中各質(zhì)點的流動情況跟蹤每一個質(zhì)點觀察與分析該質(zhì)點的運動歷程然后綜合足夠多的質(zhì)點的運動情況以得到整個流體運動的規(guī)律。 歐拉法著眼于流體經(jīng)過空間各固定點時的運動情況它不過問這些流體運動情況是哪些流體質(zhì)點表現(xiàn)出來的也不管那些質(zhì)點的運動歷程因此拉格朗曰分析法和歐拉分析法是描述流體的運動形態(tài)和方式的兩種不同的基本方法 。8、什么是剪切流？什么是壓差流？各自的邊界條件是什么？答:8、剪切流：在壓差為零的條件下，因平行平面間的相對運動產(chǎn)生的流動。邊界條件：y=0,u=0;y=h,u=u0；壓差流：上下平面均固定不動，由于兩端壓差而產(chǎn)生的流動。邊界條件：y=0,u=0;y=h,u=0；1、

5、流體的粘性產(chǎn)生機理是什么？1、液體主要是由于液體分子之間的吸引力產(chǎn)生的，氣體主要是因為氣體分子做不規(guī)則運動的動量交換產(chǎn)生阻力而產(chǎn)生的。2、從水力學(xué)觀點來看，流體元流能量方程式的各項意義是什么？2、幾何意義：伯努利積分各項都具有長度量綱，幾何上可用某個高度來表示，常稱作水頭。Z過流斷面上流體質(zhì)點相對所選基準(zhǔn)面的高度（簡稱位置高度），稱為位置水頭。過流斷面上流體質(zhì)點的壓強作用使流體沿測壓管所能上升的高度，稱為壓強水頭。過流斷面上流體質(zhì)點的測壓管水面相對于基準(zhǔn)面的高度（簡稱測壓管高度），稱為測壓管水頭。-速度水頭-總水頭物理意義：伯努利方程表示能量的平衡關(guān)系。Z單位重量流體所具有的位置勢能（簡稱單位

6、位置勢能）-單位重量流體所具有的壓強勢能（簡稱單位壓強勢能）-單位重量流體所具有的總勢能（簡稱單位總勢能）單位重量流體所具有的動能（簡稱單位動能）單位重量流體所具有的總機械能（簡稱單位總機械能）3、根據(jù)雷諾實驗，流體流動有哪兩種狀態(tài)？對于圓管中的流動，雷諾數(shù)通常是如何定義的（要求說明定義式中每個物理量的意義）？其流動狀態(tài)的判別準(zhǔn)則是什么？ 3、流體流動有層流和湍流兩種狀態(tài)； 對于圓管中的流動，雷諾數(shù)通常如何定義為或，其中分別為流體的密度、平均速度、動力粘度、運動粘度和圓管直徑； 一般認(rèn)為當(dāng)時為層流；當(dāng)時為湍流，當(dāng)為處于過渡狀態(tài)的流動。8、研究管道中的流動和大多數(shù)明渠流動中，分別應(yīng)按哪種準(zhǔn)則設(shè)計

7、模型？8、研究管路中的流動，粘滯力起主要作用，應(yīng)按雷諾準(zhǔn)則設(shè)計模型;在大多數(shù)明渠流動中，重力起主要作用，應(yīng)按佛汝德準(zhǔn)則設(shè)計模型。1什么是流體的壓縮性和膨脹性？1. 流體的壓強在一定情況下溫度升高，體積膨脹，密度減小的性質(zhì)，稱為流體的膨脹性，流體在一定情況下壓強增大，體積縮小，密度增大的性質(zhì)，稱為流體的壓縮性。2流體的粘性產(chǎn)生機理是什么？2.液體主要是由于液體分子之間的吸引力產(chǎn)生的，氣體主要是因為氣體分子做不規(guī)則運動的動量交換產(chǎn)生阻力而產(chǎn)生的。3如何定義質(zhì)量力和表面力，它們分別有哪些表現(xiàn)形式？3.作用于流體的每一個質(zhì)點上，與流體的質(zhì)量成正比的力，稱為質(zhì)量力。質(zhì)量力又分為重力和慣性力。作用于所研究

8、的流體表面上，與表面積成正比的力稱為表面力。表面力分為切向分力和法向分力兩種表達形式。1.簡述流體靜壓強的特點。答案1,一、流體靜壓強的作用方向沿作用面的內(nèi)法線方向。二、在靜止流體中任意一點流體靜壓強的大小與作用面在空間的方位無關(guān)，是點的空間坐標(biāo)函數(shù)。2.寫出靜力學(xué)基本方程并簡述其水力學(xué)意義 ，首先 從它的方程入手 z+p/=c 1.幾何意義：第一項代表位置水頭，靜流體中某點至基準(zhǔn)面的高度，與基準(zhǔn)面有關(guān) 第二項 壓力水頭 靜流體中某點上方液柱的高度，與基準(zhǔn)面無關(guān) 前兩項的和是測壓管水頭 物理意義：第一項是比位能，單位重量流體所具有的位置勢能， 第二項是比壓能 單位重量流體的壓力勢能，在p作用下

9、，上升 h=p/ 即流體位置勢能的增加 兩項之和 比總勢能3.什么是等壓面? 對于靜止液體，當(dāng)作用在液體上的質(zhì)量力僅有重力時，則液體中哪些面是等壓面？3，在靜止流體中，壓強相等的點所組成的面稱為等壓面。自由表面（或氣液分界面）；兩種不互溶液體的交界面；液體內(nèi)能相互連通（或不被隔斷）的同種液體內(nèi)的各水平面。4.為什么水平面必是等壓面？4,由于深度相等的點，壓強也相同，這些深度相同的點所組成的平面是一個水平面，可見水平面是壓強處處相等的面，即水平面必是等壓面。5.什么是絕對壓強和相對壓強？5,絕對壓強：以完全沒有氣體存在的絕對真空為零點算起的壓強，稱為絕對壓強。相對壓強：以當(dāng)?shù)卮髿鈮簭姙榱泓c算起的

10、壓強，稱為相對壓強。2、什么叫流管、流束、過流斷面和元流？在流場內(nèi)，取任意非流線的封閉曲線L,經(jīng)此曲線上的全部點做流線，這些流線組成的管狀流面稱為流管。流管內(nèi)的全部流體稱為流束。當(dāng)流束的斷面dA無限小時的微小流束，稱為元流。在元流和總流中，凡是與流線處處相垂直的橫斷面，稱為流體的過流斷面。3、什么是漸變流和急變流，二者的主要特點是什么？答：漸變流指流線之間的夾角很小，且曲率半徑很大的流動。在漸變流中，由于流線近似平行直線，質(zhì)點流速沿流向變化所形成的慣性很小，可忽略不計，過流斷面可認(rèn)為是平面，在過流斷面上，壓強分布也可認(rèn)為服從于流體靜力學(xué)規(guī)定，即漸變流可近似按均勻流處理。急變流指流線之間的夾角很

11、大，且曲率半徑很小的流動。在急變流的流段中，質(zhì)點流速沿流向變化所形成的慣性很大，不能忽略不計，在過流斷面上，壓強分布已不服從于流體靜力學(xué)規(guī)定。2、根據(jù)尼古拉斯實驗曲線中隨Re變化的特征，可將曲線分為哪五個阻力區(qū)？答：層流區(qū)、臨界過渡區(qū)、紊流光滑區(qū)、紊流過渡區(qū)、紊流粗糙區(qū)。3、什么是沿程損失？什么是局部損失？答： 在沿程不變的管段上，流動阻力沿程也基本不變，稱這類阻力為沿程阻力，克服沿程阻力引起的能量損失為沿程損失。在邊壁急劇變化的區(qū)域，阻力主要地集中在該區(qū)域中及其附近，這種集中分布的阻力稱為局部阻力?？朔植孔枇Φ哪芰繐p失為局部損失2在流體力學(xué)當(dāng)中，三個主要的力學(xué)模型是指哪三個？答：（1）連續(xù)

12、介質(zhì)；（2）無粘性流體；（3）不可壓縮流體。3什么是理想流體？答：理想流體即指無粘性流體，是不考慮流體的粘性的理想化的流體。4什么是實際流體？答：考慮流體的粘性的流體。5什么是不可壓縮流體？答：不計流體的壓縮性和熱脹性的而對流體物理性質(zhì)的簡化。6為什么流體靜壓強的方向必垂直作用面的內(nèi)法線？答：由于流體在靜止時，不能承受拉力和切力，所以流體靜壓強的方向必然是沿著作用面的內(nèi)法線方向。7為什么水平面必是等壓面？答：由于深度相等的點，壓強也相同，這些深度相同的點所組成的平面是一個水平面，可見水平面是壓強處處相等的面，即水平面必是等壓面。8什么是等壓面？滿足等壓面的三個條件是什么？答： 在同一種液體中,

13、如果各處的壓強均相等由各壓強相等的點組成的面稱為等壓面。滿足等壓面的三個條件是同種液體連續(xù)液體靜止液體。9什么是阿基米德原理？答：無論是潛體或浮體的壓力體均為物體的體積，也就是物體排開液體的體積。12什么是絕對壓強和相對壓強？答： 絕對壓強：以毫無一點氣體存在的絕對真空為零點起算的壓強。相對壓強：當(dāng)?shù)赝叱痰拇髿鈮簭姙榱泓c起算的壓強。13什么叫自由表面？答： 和大氣相通的表面叫自由表面。15什么是流場？答：我們把流體流動占據(jù)的空間稱為流場，流體力學(xué)的主要任務(wù)就是研究流場中的流動。18什么是恒定流動？什么是非恒定流動？答： 動平衡的流動，各點流速不隨時間變化，由流速決定的壓強、粘性力也不隨時間變

14、化，這種流動稱之為恒定流動反之為非恒定流動。34什么是水力半徑？什么是當(dāng)量直徑？答：水力半徑R的定義為過流斷面面積和濕周之比，即；當(dāng)量直徑。38歐拉方程：有哪些特點？答：（1）用動量矩定理推導(dǎo)基本能量方程時，并未分析流體在葉輪流道中途的運動過程，于是流體所獲得的理論揚程，僅與液體在葉片進、出口的運動速度有關(guān)，而與流動過程無關(guān)；（2）流體所獲得的理論揚程，與被輸送流體的種類無關(guān)。也就是說無論被輸送的流體是水或是空氣，乃至其它密度不同的流體；只要葉片進、出口的速度三角形相同，都可以得到相同的液柱或氣柱高度（揚程）。第二部分,名詞解釋1流體：液體和氣體統(tǒng)稱流體，基本特性是流動性2連續(xù)介質(zhì)假設(shè)：把流體

15、當(dāng)做是由密集質(zhì)點構(gòu)成的、內(nèi)部無空隙的連續(xù)體來研究就是連續(xù)介質(zhì)假設(shè)3表面力：直接作用在所取流體表面上的力4質(zhì)量力：作用在所取流體體內(nèi)每個質(zhì)點上的力，因為大小與流體質(zhì)量成比例，故稱質(zhì)量力5粘度：流體粘度大小的度量u值越大，流體越粘，流動性越差6無粘性流體：無粘性u=0的流體7壓縮性：流體受壓，分子間距減小，體積縮小的性質(zhì)8壓縮系數(shù)：在一定溫度下，增加單位壓強，液體體積相對減小值（m2/N）9膨脹系數(shù)：在一定壓強下，單位溫度，液體體積的相對增加值10不可壓縮流體：流體的每個質(zhì)點在運動全過程中，密度不變化的流體11等壓面：流體中壓強相等的空間點構(gòu)成的面12絕對壓強（Pabs）：以真空為基準(zhǔn)起算的壓強1

16、3相對壓強（P）：以當(dāng)?shù)卮髿鈮?4真空度（Pv）：絕對壓強不足當(dāng)?shù)貕簭姷牟钪?，即為相對壓強的?fù)值。 當(dāng)?shù)貕簭姡≒a）Pv = -P = Pa Pabs 15壓力體： 表示的幾何體16恒定流：以時間為標(biāo)準(zhǔn)，若各空間點上的運動參數(shù)都不隨時間變化，這樣的流動是恒定流17流線：表示某時刻流動方向的曲線，曲線上各質(zhì)點的速度矢量都與該曲線相切18跡線：流體質(zhì)點在一段時間內(nèi)的運動軌跡19流管：某時刻，在流場內(nèi)任意作一封閉曲線，過曲線上各點作流線，所構(gòu)成的管狀曲面20水?dāng)嗝妫涸诹魇献鞒龅呐c所有流線正交的橫斷面21元流：過流斷面無限小的流束，集合特征與流線相同22總流：過流斷面為有限大小的流束，是由無數(shù)元流構(gòu)

17、成的，斷面上各點的運動參數(shù)不相同23流量：單位時間通過流束某一過流斷面的流體量24漸變流：接近于均勻流的非均勻流25一元流：運動參數(shù)只是一個空間坐標(biāo)和時間變量的函數(shù)26二元流：運動參數(shù)只是兩個空間坐標(biāo)和時間變量的函數(shù)27三元流：運動參數(shù)參數(shù)只是三個空間坐標(biāo)和時間變量的函數(shù)28密度：單位體積的質(zhì)量29粘性：施加于流體的應(yīng)力和由此產(chǎn)生的變形速率以一定的關(guān)系聯(lián)系起來的流體的一種宏觀屬性，表現(xiàn)為流體的內(nèi)摩擦30棱柱體渠道 : 斷面形狀、尺寸沿程不變的長直渠道31非棱柱體渠道：截面的形狀、尺寸沿程有變化的渠道32斷面單位能量:是指所討論的斷面上水流對于渠底的平均單位能量33等勢線：流場中，流速勢取同一數(shù)

18、值的各點的連線34位能：單位重量液體具有的相對于基準(zhǔn)面的重力勢能35壓能：單位重量液體具有的壓強勢能36水頭損失：總流單位重量流體平均的機械能損失37沿程水頭損失：由于沿程阻力做功而引起的水頭損失38沿程阻力：在邊界沿程無變化的均勻流段上，產(chǎn)生的流動阻力稱為沿程阻力39局部阻力：在邊界沿程急劇變化，流速分布反生變化的局部區(qū)段上，集中產(chǎn)生的流動阻力40局部水頭損失：由局部阻力引起的水頭損失41紊流;質(zhì)點的運動軌跡極不規(guī)則，各層質(zhì)點相互參混，這種流態(tài)叫42層流：黏性流體的互不混摻的層狀運動ReRec，則V2000 (B) Re1000； Re1000。3、流體流動時引起能量損失的主要原因是（D ）

19、。（A）流體的壓縮性；（B）流體膨脹性；（C）流體的不可壓縮性；（D）流體的粘滯性。4、（ C）管路各段阻力損失相同。（A）短管管系；（B）串聯(lián)管系；（C）并聯(lián)管系；（D）分支管系。5、溫度升高對流體粘度影響是（B ）（A）液體粘度上升，氣體粘度下降（B）液體粘度下降，氣體粘度上升；（C）液體和氣體粘度都上升；第四部分,填空1流體力學(xué)中三個主要力學(xué)模型是（1）連續(xù)介質(zhì)模型（2）不可壓縮流體力學(xué)模型（3）無粘性流體力學(xué)模型。2在現(xiàn)實生活中可視為牛頓流體的有水 和空氣 等。3流體靜壓力和流體靜壓強都是壓力的一種量度。它們的區(qū)別在于：前者是作用在某一面積上的總壓力；而后者是作用在某一面積上的平均壓強

20、或某一點的壓強。4均勻流過流斷面上壓強分布服從于水靜力學(xué)規(guī)律。5和液體相比，固體存在著抗拉、抗壓和抗切三方面的能力。6空氣在溫度為K，壓強為mmHg時的密度和容重分別為 kg/m3和N/m3。7流體受壓，體積縮小，密度增大 的性質(zhì)，稱為流體的壓縮性 ；流體受熱，體積膨脹，密度減少 的性質(zhì)，稱為流體的熱脹性 。8壓縮系數(shù)的倒數(shù)稱為流體的彈性模量 ，以來表示9工程大氣壓等于98.07千帕，等于10m水柱高，等于735.6毫米汞柱高。10靜止流體任一邊界上壓強的變化，將等值地傳到其他各點（只要靜止不被破壞），這就是水靜壓強等值傳遞的帕斯卡定律。11流體靜壓強的方向必然是沿著作用面的內(nèi)法線方向。12液