2007年上海交通大學研究生入學考試(流體力學)真題試卷

2007年上海交通大學研究生入學考試（流體力學）真題試卷(總分：34.00，做題時間：90分鐘)一、單項選擇題(總題數(shù)：11，分數(shù)：22.00)1.單項選擇題下列各題的備選答案中，只有一個是符合題意的。（分數(shù)：2.00）__________________________________________________________________________________________解析：2.在壓強低于大氣壓時，液體的表面力只能分解為()。

（分數(shù)：2.00）

A.壓力

B.拉力

C.壓力和剪切應為

√

D.拉力和剪切應力解析：3.在重力場中，相對于坐標系靜止的所有液體的等壓面必是()。

（分數(shù)：2.00）

A.水平面

B.鉛錘面

C.與總質(zhì)量力平行的面

D.與總質(zhì)量力垂直的面

√解析：4.氣體在()情況下，可以作為不可壓縮流體處理。

（分數(shù)：2.00）

A.所有

B.沒有

C.高速

D.低速

√解析：5.在運動流體中，方程+z=C()。

（分數(shù)：2.00）

A.完全不適用

B.只適用于漸變流的垂直斷面

√

C.只適用于沿流線

D.只適用于急變流的垂直斷面解析：6.流線與流線()。

（分數(shù)：2.00）

A.可以相交，也可以相切

B.可以相交，但不可以相切

C.可以相切，但不可以相交

√

D.不可以相交，也不可以相切解析：7.理想不可壓縮流體在重力場中定常流動，則伯努利方程=C在整個流場中都成立的條件是()。

（分數(shù)：2.00）

A.無旋流動

√

B.有旋流動

C.緩變流動

D.急變流動解析：8.速度勢函數(shù)(p存在的條件是()。

（分數(shù)：2.00）

A.定常流動

B.不可壓縮流體

C.無旋流動

√

D.二維流動解析：9.佛洛德數(shù)Fr的物理意義是()之比。

（分數(shù)：2.00）

A.慣性力與粘性力

B.粘性力與壓力

C.慣性力與重力

√

D.粘性力與重力解析：10.在平板湍流邊界層內(nèi)，流動()。

（分數(shù)：2.00）

A.都是層流

B.都是湍流

C.有層流，也有湍流

√

D.沒有層流，也沒有湍流解析：11.在大雷諾數(shù)流動中，曲面附面層的流動分離發(fā)生于()。

（分數(shù)：2.00）

A.駐點

B.奇點

C.順壓梯度區(qū)

D.逆壓梯度區(qū)

√解析：二、解答題(總題數(shù)：6，分數(shù)：12.00)12.如圖附錄6—1所示，一根直徑d=80mm的軸在直徑D=80．2mm、長L=80mm的軸承中旋轉。軸與軸承之間的環(huán)狀空間中充滿了動力粘性系數(shù)μ=0．1kg／(m.s)的油。求當軸的轉速為w=1800r／min，克服粘性阻力所需的功率。

（分數(shù)：2.00）__________________________________________________________________________________________

正確答案：(正確答案：滴層與軸承接觸面上速度為零，與軸接觸面上的速度等于軸面上的線速度，有：克服摩擦所消耗的功率為：P=F1V=151．44×7．536=1．141(kW))解析：13.如圖附錄6—2所示為一液面壓強p0=1．5×105N／m2(超壓)的壓容器，其右下方有一半徑R=0．3m、寬b=0．2m的1／4圓形閥門OA，閥門可繞轉軸O逆時針轉動，試確定在水位h=5m時，閥門所受到的合力的大小及關閉閥門所需的力矩的大小。(不考慮閘門的重量)

（分數(shù)：2.00）__________________________________________________________________________________________

正確答案：(正確答案：建立如圖附錄6—3所示參考系，可知總壓力水平分力Fpx=(ρghcx+p0)Ax，其中，hcx為投影面積形心深度，Ax為閥門水平投影面積，代入數(shù)據(jù)得：Fpx=[1000×9．81×(5一)+1．5×105]×0．2×0．3=1．186×104(N)垂直分力Fpz=ρgVp+p0Az，其中Vp為壓力體，即曲面上垂直液柱的體積，Az為閥門垂直投影面積，則：)解析：14.如圖附錄6-4所示，一水平放置的變直徑彎管的轉角α=60°，直徑dA=200mm，dB=150mm，Q=0．1m。／s，壓強pA=18kN／m。(超壓)，試求此時水流對彎管AB的作用力。(忽略流體的粘性影響)

（分數(shù)：2.00）__________________________________________________________________________________________

正確答案：(正確答案：p2=0．8×104(N／m2)取整體為控制體，由動量定理可知，作用在彎管上的力F的水平分力和垂直分力分別有：ρQ(cos60°V2一V1)=Fx+p1SA一p22SBcos60°ρQ(sin60°V2—0)=Fy一p2SBsin60°解得：Fx=一529．6N，F(xiàn)y=612．6N所以：F==809．8N由于水流對彎管AB的作用力與作用在彎管上的外力為相互作用力，故兩力等大反向，所以水流對彎管AB作用力為809．8N)解析：15.如圖附錄6—5所示，在一來流速度V0=5m／s的均勻流場中，分別在點(一a，0)、(a，0)處布置強度Q=0．785m2／s的點源和點匯，己知a=0．078，試確定：(1)該流場中的駐點位置。(2)點(0，0．05m)處的流體速度。(3)該流場的流函數(shù)。(4)試畫出通過駐點的流線的示意圖。

（分數(shù)：2.00）__________________________________________________________________________________________

正確答案：(正確答案：(1)而駐點處V=0，所以含Vx=0可得：當y=0或x=0當y=0時，x=0．1處Vx=0，當x=0時，Vx≠0，故而該場駐點為(0．1，0)點。(2)將(0，0．05)代入可得Vx=5．021m／s，Vx=0，所以：V=5．021(m／s)(3)dψ=一V，dx+Vxdy)解析：16.已知平直圓管的沿程流動阻力hf與圓管的直徑d、圓管內(nèi)壁絕對粗糙度ε及管內(nèi)流體的密度ρ、動力粘性系數(shù)μ、平均速度V有關，試用量綱分析法推出其流動阻力計算公式。如用直徑dm=10cm的圓直管做試驗，在平均速度Vm=2m／s時，測得潤滑油流過lm=10m后的壓力降△pm=60cm，則該潤滑油在直徑dp=50cm平直圓管中流過L=1000m后的壓力降△p為多少?與試驗所對應的實際平均流速Vp為多少?

（分數(shù)：2.00）__________________________________________________________________________________________

正確答案：(正確答案：流動阻力hf=，故可知△p與直徑d、絕對粗糙度ε及管內(nèi)流體ρ1動力粘性系數(shù)μ、平均速度v有關，又可知其與長度L有關。對L：一1=a1+2+a3+a4一3a5一a6對T：一2=一a4一a6對M：1=a5+a6所以；a4=2一a6，a5=1一a6，a2=一a1一a3—6可知壓強降隨管長線性增長，所以a1=1，則：)解析：17.如圖附錄6—7所示，根據(jù)納維一斯托克斯(Navier-Stokes)方程和連續(xù)性方程，運用量級分析的方法，推導出不可壓縮流體繞二維平板定常流動時的層流附面層(或稱邊界層)的運動微分方程，并給出邊界條件。

（分數(shù)：2.00）_______________________________________________