浙大工程流體力學(xué)試卷及答案

4/4浙大工程流體力學(xué)試卷及答案2002-2003學(xué)年工程流體力學(xué)期末試卷

一、單選題（每小題2分，共20分）

1、一密閉容器內(nèi)下部為水，上部為空氣，液面下4.2米處

的測壓管高度為2.2m，設(shè)當(dāng)?shù)貕簭?qiáng)為98KPa，則容器內(nèi)液面

的絕對壓強(qiáng)為水柱。

(a)2m(b)1m(c)8m(d)-2m

2、斷面平均流速υ與斷面上每一點(diǎn)的實(shí)際流速u的關(guān)系是。

(a)=u(b)>u(c)Q嘴C．V孔>V嘴Q孔V嘴Q孔>Q嘴

10．滲透系數(shù)反映土的透水性，其量綱是（）

A.與流速相同

B.與流量相同

C.與面積相同

D.無量綱

11.粘性底層的厚度隨雷諾數(shù)的而。（）

A減小，減小B.增大，增大C.增大，減小

D.以上三種情況都不對

12．一封閉容器水面的絕對壓強(qiáng)p=85kPa，中間玻璃管兩端開口，當(dāng)既無空氣通過玻璃管進(jìn)入容器，又無水進(jìn)入玻璃管時，玻璃管應(yīng)深入水面下的深度h為（）

三、簡答題（共22分）

1.簡述滲流模型及其應(yīng)滿足的條件。（6分）

2.試述明渠均勻流、非均勻流時的斷面單位能量Es和單位重量流體所具有的總機(jī)械能E

沿程變化情況。（6分）

3.試述流函數(shù)的兩個特性。（4分）

4.設(shè)定性畫出圖示管道的測壓管水頭線和總水頭線。(管徑沿程不變)（6分）

四、計(jì)算題（共36分）

1、鋼制空心圓柱一側(cè)擋水，園柱直徑，擋水高度，求每米長的圓柱所受的水平壓力和垂直水壓力的大小及作用位置，并說明此水平壓力和垂直壓力的合力通過圓心。（半圓的重心離半圓圓心的距離為半徑）。（12分）

(題1圖)(題3圖)

2.有一土質(zhì)渠道，其底坡i=，邊坡系數(shù)m=，粗糙系數(shù)n=，流量Q=3m3/s，不沖流速為1.5m/s。如果按水力最優(yōu)斷面條件設(shè)計(jì)，斷面尺寸如何？是否符合不沖條件。（12分）

3.有一中等直徑鋼管并聯(lián)管路，流過的總流量為0.08m3/S，d1=200mm,d2=200mm,長度

l1=200m,l2=800mml1=l2=（12分）

(1)求并聯(lián)管中的流量Q1、Q2；A、B兩點(diǎn)間的水頭損失；

(2)若將兩管道改為串聯(lián)，并且管道兩端A、B間的水頭損失維持不變，求管道中所通過的流量Q。

試卷答案

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2003-2004學(xué)年工程流體力學(xué)期末試卷參考答案

一、填空題（除8、9、10小題每空2分外，其余每空1分，共18分）

1.定傾中心在重心之上，浮心在重心之上。

2.相等。

3.10m。

4.100mm。

5.大于，均勻。

6.時變。

7.

，。

8.0.00376m3/s。

9.7.41L/s。

10.2x,1-2y。

二、單項(xiàng)選擇題（在每小題的四個備選答案中，選出一個正確的，并將其號碼寫在題后的括號內(nèi)，每小題2分，共24分）

1、B

2、B

3、B

4、D

5、B

6、A

7、B

8、B

9、A10、A11、

C12、C

三、簡答題（共22分）

1.答：滲流模型是忽略了土壤顆粒的存在，認(rèn)為水充滿整個滲流空間的模型，且滿足：

（1）對同一過水?dāng)嗝妫Ｐ偷臐B流量等于真實(shí)的滲流量。

（2）作用于模型任意面積上的滲流壓力，應(yīng)等于真實(shí)滲流壓力。

（3）模型任意體積內(nèi)所受的阻力等于同體積真實(shí)滲流所受的阻力。

2.答：明渠均勻流Es沿程不變。而總機(jī)械能E沿程總是減小。

明渠非均勻流Es沿程可增大、減小，也可不變。而總機(jī)械能E沿程總是減小。

3.答：（1）流函數(shù)等值線就是流線。

（2）不可壓縮流體的平面流動中，任意兩條流線的流函數(shù)之差dy等于這兩條流線間所通過的單位寬度流量dq。

4.答：如圖所示：

四、計(jì)算題（共36分）

1、（12分）

（1）設(shè)，求圓柱每米長度上所受的力：

2分

作用點(diǎn)：離水面1分

方向：向左。1分

3分

作用點(diǎn)：半圓重心，離圓心1分

方向：向上。1分

（2）合力作用點(diǎn)：合力要通過圓心（如圖所示），則力三角形必須滿足

，而3分

故，合力通過圓心。

2.（12分）

按水力最優(yōu)條件設(shè)計(jì)，有

2分

且2分

2分

3分

2分

不滿足抗沖條件。1分

3.（12分）

(1)并聯(lián)

2分

Q=Q1+Q21分

v2=0.85m/sv1=2v2=1.70m/s2分

Q2=0.027m3/SQ1=0.053m3/S1分

(2)串聯(lián)

2分

d1=d2Q1=Q21分

有v1’=v2’=0.76m/S2分

Q=0.024m3/S1分

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課程性質(zhì)與目的

工程流體力學(xué)是研究流體的機(jī)械運(yùn)動規(guī)律及其應(yīng)用的學(xué)科，是土木、水利類專業(yè)的一門必修的基礎(chǔ)課程。

本課程的目的是：通過各教學(xué)環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握流體運(yùn)動的基本概念、基本理論、基本計(jì)算方法與實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)分析問題的能力和創(chuàng)新能力，為學(xué)習(xí)專業(yè)課程，并為將來在土木、水利工程各個領(lǐng)域從事專業(yè)技術(shù)工作打下基礎(chǔ)。

流體力學(xué)課程在專業(yè)教學(xué)中將為專門水力學(xué)、水文學(xué)、土力學(xué)、工程地質(zhì)、土木工程施工、建筑設(shè)備等多門專業(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程闡釋所涉及的流體力學(xué)原理，幫助學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識土木、水利工程與大氣和水環(huán)境的關(guān)系。

本課程應(yīng)達(dá)到的基本要求：

（一）具有較為完整的理論基礎(chǔ)，包括：

1．掌握流體力學(xué)的基本概念；

2．熟練掌握分析流體流動的總流分析方法，熟悉量綱分析與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，了解求解簡單平面勢流的方法；

3．掌握流體運(yùn)動能量轉(zhuǎn)化和水頭損失的規(guī)律，對繞流阻力有一定了解。

（二）具有對一般流動問題的分析和計(jì)算能力，包括：

1．水力荷載的計(jì)算；

2．管道、渠道和堰過流能力的計(jì)算，井的滲流計(jì)算；

3．水頭損失的分析和計(jì)算。

（三）掌握測量水位、壓強(qiáng)、流速、流量的常規(guī)方法。具有觀察水流現(xiàn)象，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和編寫報(bào)告的能力。

浙江大學(xué)建筑工程學(xué)院2007-2008學(xué)年流體力學(xué)課程總學(xué)時為56學(xué)時，其中16學(xué)時為實(shí)驗(yàn)，40學(xué)時為理論教學(xué)。

理論教學(xué)教師邵衛(wèi)云、張燕、包志仁、胡云進(jìn)，課時安排參考：

流動相似概念。雷諾準(zhǔn)則、弗勞德數(shù)準(zhǔn)則。量綱和諧原理。瑞利

法和定理。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:

本課程的實(shí)驗(yàn)過程為獨(dú)立環(huán)節(jié)，共16學(xué)時，實(shí)驗(yàn)成績占總成績的20%。實(shí)驗(yàn)教材為自編的《應(yīng)用流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)》。實(shí)驗(yàn)主講教師為毛根海、章軍軍、祝麗麗。實(shí)驗(yàn)自10月17日開始，實(shí)行開放式教學(xué)實(shí)驗(yàn)，每周二、周三、周四下午13：15—17：30開放，實(shí)驗(yàn)室在適當(dāng)時間根據(jù)參加實(shí)驗(yàn)人數(shù)，增加開放時間；在其它工作時間，兩人以上可提前一天預(yù)約。在首次實(shí)驗(yàn)集中講授后，學(xué)生可在實(shí)驗(yàn)室開放時間，自行安排實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行自助式實(shí)驗(yàn)。計(jì)劃安排：

①講授（2學(xué)時）：演示類實(shí)驗(yàn)，CAI（計(jì)算機(jī)輔助實(shí)驗(yàn)），測量實(shí)驗(yàn)；；

②必做定量測量分析實(shí)驗(yàn)（8學(xué)時）：靜水、能量、動量、沿程為必做實(shí)驗(yàn)；

③選做與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)（課內(nèi)6學(xué)時，課外6學(xué)時）：選做實(shí)驗(yàn)至少二項(xiàng)或自主設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)一項(xiàng)(項(xiàng)目內(nèi)容詳見《應(yīng)用流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)》和流體力學(xué)自主設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)指南第五期)。

自主設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)是從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及考核形式上進(jìn)行全方位改革的一種實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式，鼓勵學(xué)有余力的同學(xué)參加。

前修課程要求:

《高等數(shù)學(xué)》