流體力學(xué)上機(jī)實驗

西安交通大學(xué)實驗報告題6-27問題描述：強(qiáng)度為24/s的點(diǎn)源位于坐標(biāo)原點(diǎn)，與速度為10m/s沿x正向的均勻流動疊加。求復(fù)合流動滯止點(diǎn)到坐標(biāo)原點(diǎn)的距離：該流動可以表示的繞流物體的形狀及在θ=π/2和3π/2處物體外廓線之間的距離；θ=π/2處物體外廓線上的速度。分析求解：eq\o\ac(○,1)強(qiáng)度為24m2/s的點(diǎn)源勢函數(shù)、流函數(shù)分別為：10m/s沿x正向的均勻流動流函數(shù)為：Ψ=10rsinθΦ=10r則復(fù)合流動的速度勢函數(shù)與流函數(shù)分別為Φ=10rcosθ+24Ψ=10rsinθ流線方程為10rsinθ+24勢流速度場為Vr=10cosθ滯止點(diǎn)Vr=0，Vθ=0解得即滯止點(diǎn)到坐標(biāo)原點(diǎn)的距離為0.328m.將滯止點(diǎn)坐標(biāo)帶入式（2），得Ψ=12故有外輪廓線方程為10rsinθ+eq\o\ac(○,2)θ=π/2時，r=0.6θ=3π/2時，r=0.6所以b=1.2m即在θ=eq\o\ac(○,3)當(dāng)θ=π2時r=0.6帶入式4有eq\o\ac(○,4)繪圖：因外輪廓線方程10rsin則有，x=,y=x首先采用EXCEL軟件求得一系列散點(diǎn)數(shù)據(jù)后（限于篇幅，數(shù)據(jù)不再列出，改變得到相應(yīng)的x,y），再利用origin軟件繪出繞流物體輪廓圖。對于周圍一定區(qū)域流線分布，只需將上式的12改成常數(shù)C().類似于畫繞流物體輪廓圖畫出流線分布圖。題7-36問題重述：設(shè)有一虹吸管，其裝置如圖所示，設(shè)管徑為150mm.試求通過該管的流量。已知水溫為10℃，Δ=1mm,=0.4,=1.0。分析求解：由題列出伯努利方程：p1代入數(shù)據(jù)解得：（2）考慮沿程和局部水力損失：hLT將數(shù)據(jù)代入式（3）、式（4）整理得：58.86=（70f+2.8）雷諾數(shù)Re有：Re=查表，當(dāng)溫度是t=10時：ρ=999.7kg/m3,μ=整理上述方程，代入數(shù)據(jù)有：Re=由科爾布魯克公式1f首先設(shè)定循環(huán)初值f=0.033,帶入上式迭代循環(huán)，得到所需精度的f。最后由算得流量值。采用fortran90語言計算，源程序代碼及運(yùn)行結(jié)果如下：源程序代碼：PROGRAMGUANDAOIMPLICITNONEREALV,RE,F,F0,A,QREAL,PARAMETER::PI=3.14159F0=0.033A=1PRINT*,"速度V,摩擦系數(shù)f,流量Q分別為："DOWHILE(ABS(A)>0.000001)V=((2*9.8*3)/((10.5/0.15)*F0+2.8))**0.5RE=(999.7*V*0.15)/(1.307/1000)F=(-2*LOG10(1/(150*3.7)+2.51/(RE*F0**0.5)))**-2A=F-F0F0=FQ=V*PI*0.15**2/4PRINT*,V,F,QENDDOQ=V*PI*0.15**2/4PRINT*,"================