河海大學(xué)研究生考試水力學(xué)2007真題答案

1、河海大學(xué)2007年攻讀碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試試題解析考試科目名稱：水力學(xué)一、是非題（每題2分，共20分）1 【參考答案】快層對(duì)慢層作用著與流動(dòng)方向一致的切力，促使慢層加速；慢層對(duì)快層作用著與流動(dòng)方向相反的切力，使快層減速。2 【參考答案】根據(jù)，一般來言，0，則，即壓力中心D點(diǎn)在受壓面積的形心點(diǎn)以下，這是壓強(qiáng)分布規(guī)律導(dǎo)致的必然結(jié)果；只有在受壓面為水平面的情況下，平面上的壓強(qiáng)分布時(shí)均勻的，壓力中心D與形心C重合。【點(diǎn) 評(píng)】對(duì)于公式的特殊情況一定要牢記。3 【參考答案】定義：如果原型與模型上相應(yīng)點(diǎn)上作用的同名力方向相同，大小成某一固定比例，則稱為動(dòng)力相似。【點(diǎn) 評(píng)】力學(xué)相似的條件：幾何相似：原型和模

2、型所有相應(yīng)線段的長(zhǎng)度維持一定比例。運(yùn)動(dòng)形似：原型和模型所有相應(yīng)點(diǎn)的速度，加速度的大小維持一定比例，方向相同。運(yùn)力相似：原型和模型所有相應(yīng)點(diǎn)上各種作用力方向相同，大小成比例。三者的關(guān)系：幾何相似時(shí)前提和依據(jù)，動(dòng)力相似一定運(yùn)動(dòng)相似，運(yùn)動(dòng)相似是其它相似的具體表現(xiàn)和后果。（動(dòng)力相似牛頓相似定律）4 【參考答案】根據(jù)粘性底層厚度與絕對(duì)粗糙度的對(duì)比可將紊流壁面分為以下三類：， 紊流光滑面；+ ， 紊流粗糙面。對(duì)固定管道，絕對(duì)粗糙度是確定的；但粘性底層厚度和過渡層的厚度隨變化。5 【參考答案】根據(jù)通過泄水建筑物的幾個(gè)不同的流量計(jì)算相應(yīng)的、，并確定，使為最大值所對(duì)應(yīng)的流量作為計(jì)算消力池深度的設(shè)計(jì)流量，而消力池

3、長(zhǎng)度則取最大流量作為設(shè)計(jì)流量。6 【參考答案】可做如下分析：形水面曲線，為緩流形水面曲線，降水曲線即為沿程減小的?！军c(diǎn) 評(píng)】這類題都可用這種方法分析得出，先判斷是緩流還是急流，再判斷是降水還是雍水，利用可得出斷面單位能量沿程變化情況。7 【參考答案】幾條管道在同一點(diǎn)分叉，然后又在另一點(diǎn)匯合的管道稱為并聯(lián)管道，其特點(diǎn)為：各條管道在分叉點(diǎn)和匯合點(diǎn)之間的水頭損失相等；管道系統(tǒng)中的總流量等于各并聯(lián)管道中的流量之和。8 【參考答案】淹沒出流的條件有兩個(gè)（適用于薄壁堰和實(shí)用堰）：下游水位高于堰頂；堰下游發(fā)生淹沒水躍。要同時(shí)滿足這兩個(gè)條件，則發(fā)生淹沒出流。9 【參考答案】在紊流運(yùn)動(dòng)中，可劃分為三個(gè)區(qū)：粘性底

4、層：緊靠壁面處的極薄液層，由于壁面限制，紊動(dòng)受到抑制，因此粘滯切應(yīng)力占主導(dǎo)地位，即；過渡層：介于粘性底層與紊流核心區(qū)之間的過渡層；紊流核心區(qū)：很小，占主導(dǎo)地位。(兩流層間時(shí)均流速相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的粘滯切應(yīng)力；由脈動(dòng)引起的附加切應(yīng)力)10 【參考答案】如圖所示：當(dāng)，；其中，即B管的液面低于A的。當(dāng)二、選擇題（每題2分，共20分）1 （4） 【參考答案】可以用排除法：（1）流線一定互相平行。 只有均勻流的流線才互相平行。（2）斷面平均流速必定沿程不變。 只有均勻流的斷面平均流速沿程不變。（3）不同瞬時(shí)流線有可能相交。 與題干中給的恒定流不相關(guān)。（4）同一點(diǎn)處不同時(shí)刻的動(dòng)水壓強(qiáng)相等?！军c(diǎn) 評(píng)】恒定流是當(dāng)

5、地加速度等于0，均勻流是遷移加速度為0。 恒定流是時(shí)間關(guān)系上的不變，均勻流是空間關(guān)系上的不變。2 （2） 【參考答案】臨界水深決定于流量、過水?dāng)嗝嫘螤畛叽缬嘘P(guān)，跟底坡和糙率無關(guān)，故=。正常水深決定于流量、過水?dāng)嗝嫘螤畛叽缬嘘P(guān)，跟底坡和糙率也有關(guān)，底坡越大，正常水深越?。徊诼试酱笳Ｋ钤酱?。3 （1） 【參考答案】紊流的流速分布形式主要有兩種：對(duì)數(shù)分布（普朗特理論）、指數(shù)分布（尼古拉茲實(shí)驗(yàn)）。4 （3） 【參考答案】明渠均勻流滿足：；亦可以看做連通器，。5 （3） 【參考答案】按堰頂厚度與堰前水頭之比，將堰分為三類：， 薄壁堰；， 實(shí)用堰；， 寬頂堰。根據(jù)題干由，故屬于實(shí)用堰。6 （3） 根據(jù)

6、上圖：型水面曲線中，；根據(jù)下圖可判斷為急流，且型水面曲線發(fā)生于陡坡，陡坡發(fā)生均勻流必為急流，所以為型水面曲線均勻流急流。7 （4） 【參考答案】根據(jù)公式：，所以必須、以及全部相等才會(huì)下界雷諾數(shù)相等。8 （4） 【參考答案】閘壩下有壓滲流流網(wǎng)的形狀僅于邊界的幾何形狀有關(guān)。9 （2） 【參考答案】由 ；所以，所以為急流。10 （1） 【參考答案】流線是某一瞬間在流場(chǎng)中繪出的曲線，線上各質(zhì)點(diǎn)的速度與之相切。（1）恒定流：運(yùn)動(dòng)要素不隨時(shí)間變化，故流線在恒定流中時(shí)固定不變的。（2）流線在非均勻流中一樣存在。（3）流線僅在恒定流中總是與質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡相重合。（4）流線與速度向量相切。三、填空題（每題2分，

7、共20分）1 2 ， 相對(duì)粗糙度 【參考答案】根據(jù)尼古拉茲實(shí)驗(yàn)（人工粗糙管）成果，可以分為以下各區(qū)：層流區(qū)：，即層流到紊流過渡區(qū)：無規(guī)律；紊流區(qū)：光滑區(qū) 僅僅是的函數(shù)，； 過渡區(qū) 是和的函數(shù)，即； 粗糙區(qū) 僅僅時(shí)的函數(shù)，與、均無關(guān)，。2 1：2 【參考答案】由公式；，可分析如下：3 【參考答案】根據(jù)公式；其中 ； ；可分別求出、?！军c(diǎn) 評(píng)】經(jīng)常出現(xiàn)的填空題，需熟練掌握計(jì)算公式。4，【參考答案】考察相對(duì)壓強(qiáng)和絕對(duì)壓強(qiáng)以及真空壓強(qiáng)的關(guān)系，其中，絕對(duì)壓強(qiáng)，相對(duì)壓強(qiáng)，真空壓強(qiáng)。； 。5 【參考答案】根據(jù)公式：；其中=5，=17；式中：上下游水頭差；條流線將滲流區(qū)分為條流帶數(shù)；條等勢(shì)線將滲流區(qū)域劃分成條

8、等勢(shì)帶數(shù)?！军c(diǎn) 評(píng)】考察公式的熟練運(yùn)用。6 ， 【參考答案】急流時(shí)：，； 緩流時(shí)：，。7 平 ， 緩 ， 降水曲線 【參考答案】型的水深，為一降水曲線，屬于緩流。8 ，【參考答案】；【點(diǎn) 評(píng)】務(wù)必熟悉這種題型求流（勢(shì)）函數(shù)解法，屬送分題。9 直接水擊 ， 間接水擊 【參考答案】由于閥門的關(guān)閉需要一定的時(shí)間，故可根據(jù)與的關(guān)系將水擊分為兩類：直接水擊：當(dāng)時(shí)，閥門處的水擊壓強(qiáng)未受到來自上游水庫(kù)反射波的影響，能夠達(dá)到最大值。間接水擊：當(dāng)時(shí)，閥門處的壓強(qiáng)受到來自上游水庫(kù)反射波的影響，不能達(dá)到最大值。10 力學(xué)相似 ，【參考答案】重力相似準(zhǔn)則：；【點(diǎn) 評(píng)】重力相似準(zhǔn)則：；。四、計(jì)算題（共6題，每題15分）

9、請(qǐng)將答案寫在答題紙上。1 【參考答案】由等壓面可得（在等壓面處左右管壓強(qiáng)相等處列等式）：設(shè)水的密度為，為水銀的密度。加水后，假設(shè)右邊下降高度，則左面的上升高度為，左右的高差是；在等壓面處，左右壓強(qiáng)相等處列： 于是可得到壓差計(jì)讀數(shù)為0.43?！军c(diǎn) 評(píng)】考察水靜力學(xué)中等壓面原理的應(yīng)用，找出對(duì)應(yīng)的等壓面，等壓面處兩邊壓強(qiáng)相等（連通）。2【參考答案】假設(shè)中間速度。 【點(diǎn) 評(píng)】本題是對(duì)牛頓內(nèi)摩擦力的考察，運(yùn)用牛頓內(nèi)摩擦定律，分清楚相對(duì)運(yùn)動(dòng)即可解出。3【參考答案】分析過水?dāng)嗝?1、22，列11、22的能量方程：-選取控制體，建立坐標(biāo)系，在方向：-由代入：【點(diǎn) 評(píng)】考察連續(xù)性方程、能量方程以及動(dòng)量方程。注意以下兩點(diǎn)：如果求力用動(dòng)量方程，求壓強(qiáng)用能量方程，求速度用連續(xù)性方程。通常中包括：重力、斷面壓力及外力。，具體計(jì)算看哪一項(xiàng)有，哪一項(xiàng)無。列能量方程時(shí)，先選基準(zhǔn)面，再選基點(diǎn)。如果有自由液面就選自由液面，基點(diǎn)就選在基準(zhǔn)面處；如果是管道就選管軸心為基準(zhǔn)面，基點(diǎn)就選在斷面處的管軸心。列動(dòng)量方程時(shí)，先選控制體（即水流斷面及管壁包圍的液體）自己選一個(gè)坐標(biāo)系，力的方向未知時(shí)先假設(shè)其方向，算得結(jié)果為正，實(shí)際力的方向就是假設(shè)的方向，負(fù)則相反。列方程時(shí)，力與所選的坐標(biāo)系正向一致時(shí)取正，不一致取負(fù)。4【參考答案】畫出對(duì)應(yīng)的壓力體圖如上所示：（2）根據(jù)力矩平衡：【定 評(píng)】考察