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第3章 流体动力学基础
3.1 解：
ax??ux?u?u?u?uxx?uyx?uzx ?t?x?y?z?2?2ux?2uy?2?2?2t?2x?2y???t?y?z??2?6t?4x?2y?2z?34
auy?uy?uy?uyy???t?ux?x?uy?y?uz?z
?1?uy?ux?1??t?y?z???t?x?z??1?x?y?2z?3
a?uz?z?t?uuz?u?ux?x?uzy?y?uz?z?z ?1?ux?uz?1??2t?2x?2y???t?y?z??1?t?x?2y?z?11
a?a2a22x?y?az?35.86ms2
3.2 解：
（1）a3265x?uxy?3xyuy?xy?xy?32
ay??y2uy?13y5?323
a?a2?a2xy?33.7310ms2 （2）二元流动
（3）恒定流 （4）非均匀流 3.3 解：
1Q??udA??hu?y?7u787h7A0max??h??bdy?max1y0?h788umaxbh v?Q7A?8umax 3.4 解：v?d222??1?v2????d?2??0.1???0.02ms 1???1?页脚
v1dv2D .
3.5 解： （1）Q3??42d3v3?0.0785m3s
Q2?Q3?q2?0.1m3s
Hv1d1v2d2q1v3d3q2Q1?q1?Q2?0.15m3s
（2）v?4Q1?2.12ms
12?d1v2?4Q2?3.18ms 2?d23.6 解：渠中：Q1?v1bh?3m/s?2m?1m?6m3s
管中：Q2?Q?Q1?1.2m3s?v2??4?d2
d?3.7 解：
4Q2?1.0186m ?v2vA?vB??4dB22?4?dA1.5?0.4?6ms 20.20A2Bh0 以过A点的水平面为等压面，则
pAvA3062HA?????4.8980mH2O?g2g9.82?9.8HB?h?pBvB401.5??1.5???5.6964mH2O?g2g9.82?9.8222
可以看出：HB?HA，水将从B点流向A点。
pvpv或：zA?A?A?zB?B?B?hw
?g2g?g2g解得水头损失为：hw??0.7984mH2O，水将从B点流向A点。
3.8 解：
1－1、2－2、3－3为等压面。
由左边：p左?p1??gh1
由右边：p右?p2??gh2 且：p2?p1??pghp
13122hph1汞232h2水App左umax2 因为：z???z?右
?g2g?g页脚
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则：umax2?2??p右?p左?
???2?2??p2?p1?＋?g?h2?h1???2????pghp??ghp????ghp
?pumax?3.85ms 解得：v?0.84umax?3.23ms
Q?vA?101.6ls或直接由公式：umax?3.9 解：
??p?求。 ?2g??1???hp??12v1?Q12m??2m
sA12?3s0h1θl12Qi0h2Q12mv2???2.5m
ssA21.6?3以过2—2断面渠底处的水平面为基准面0—0，对1—1和2—2过水断面列能量方程：
Lsin??h1??1v122g?0?h2??2v222g?hw
hw?Lsin???h1?h2??1?1v12??2v22 2g???2000?0.005m??2?1.6?m??10.2852m122?2.52m 2?9.8??3.10 解：
（1）阀门关闭时，对1－1和2－2列能量方程：
1H1?0?0?0?0.5?10?0 1122 得：H1?5m
v2（题意理解一：hw?2是整个管路的水头损失）
2g阀门开启时，对1－1和3－3列能量方程：
v2v2H1?0??2
2g2g页脚
工程流体力学课后答案第三章流体动力学基础
