流体力学(流体静力学)历年真题试卷汇编2
(总分:62.00,做题时间:90分钟)
一、 多项选择题(总题数:2,分数:4.00)
1.多项选择题下列各题的备选答案中,至少有一个是符合题意的,请选出所有符合题意的备选答案。(分数:2.00)
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2.(西南交通大学2003—2004学年第1学期期末考试试题A卷)下列关于压力体的说法中,正确的有( )。 (分数:2.00)
A.当压力体和液体在曲面的同侧时,为实压力体,P z 方向向下 √ B.当压力体和液体在曲面的同侧时,为虚压力体,P z 方向向上 C.当压力体和液体在曲面的异侧时,为实压力体,P z 方向向下 D.当压力体和液体在曲面的异侧时,为虚压力体,P z 方向向上 √ 解析:
二、 判断题请判断下列各题正误。(总题数:2,分数:4.00)
3.(中国农业大学2007一2008年度秋季学期期末考试试题)判断题:基准面可以任意选取。 (分数:2.00) A.正确 √ B.错误 解析:
4.(西南交通大学2003--2004学年第1学期期末考试试题A卷)判断题:在工程流体力学中,单位质量力是指作用在单位重量流体上的质量力。 (分数:2.00) A.正确 B.错误 √
解析:解析:在工程流体力学中,单位质量力是指作用在单位质量流体上的质量力。
三、 简答题(总题数:3,分数:6.00)
5.(哈尔滨工业大学2007年秋季学期期末考试试题)推求流体静平衡微分方程。 (分数:2.00)
__________________________________________________________________________________________ 正确答案:(正确答案:在静止流体中取如图2—62所示微小六面体。 设其中心点A(x,y,z)的密
度为ρ,压强为p,所受质量力为f。 由于压强分布是空间坐标的连续函数,即p=p(x,y,z),那么b、c点上的静压强分别为: p =p一 b 表面力: p b dydz一p c dydz=一 方程。) 解析:
6.(哈尔滨工业大学2007年秋季学期期末考试试题)说明静止流体对曲面壁总作用力的计算方法。 (分数:2.00)
__________________________________________________________________________________________ 正确答案:(正确答案:作用在微分面积dA上的压力:dF p =ρdA=ρghdA。因作用在曲面上的总压力为空间力系问题,为便于分析,拟采用理论力学中的分解概念将其分解为水平分力和垂直分力求解。 (1)水平
(按泰勒级数展开,略去小项) 以x方向为例,列力平衡方程式: dxdydz 质量力: f x .ρdxdydz 上式即为流体平衡微分分力。因为dAcosα=dA x ,则: dF px =dF p .cosα=ρghdAcosα=ρghdA x F px = C
=ρgh C A x =(p
—p 0 )A x 结论:作用在曲面上的水平分力等于受压面形心处的相对压强(p C 一p 0 )与其在垂直坐标面
oyz的投影面积A 的乘积。 (2)垂直分力。由dAsinα=dA ,可得: dF =dF .sinα=ρghdAsinα=ρghdA x z pz p F pz = =ρgV p 式中,V p = hdA z 为曲面ab上的液柱体积abcd的体积,称为压力体。 结
z
论:作用在曲面上的垂直分力等于压力体的液体重力。) 解析:
7.(南京大学2005—2006学年第2学期期末考试试题)质量力和面力的区别是什么? (分数:2.00)
__________________________________________________________________________________________ 正确答案:(正确答案:(1)质量力和面力的含义。 1)质量力(体力)是作用于所有流点上的力,它与周围流点无关。常见的质量力有重力、万有引力、电磁力等。在大气动力学中指重力,是非接触力。 质量力可以看成是力的分布密度,用空间中分布密度函数。如质量力是重力,则F就是重力加速度g。 2)面力(表
面力)是与流体表面S相接触的流体(或固体)作用于流体表面S上的力,记作p,如压力、粘性力、摩擦力。 以流体表面上力的分布密度来表示,计算式为:是作用于某个流体面积δτ上的表面力,面力。 (2)质量力和面力的区别。 1)质量力(x,y,z,t)是一个矢量场。流点所受的是应力矢,它不但是空间和时间的函数,又称为应力矢,则作用于流体面元上的面力(应力)为:是力的分布密度,是非接触力,是空间和时间的函数,即质量力由质量函数(x,y,z,t)完全描述。 2)面力而且还随着受力面元取向的不同而变化,即中有各个位置的点,不同点用说是不同的。因此,是该点某一个受力面元的法向单位矢。 也就是说,流体
一般来,过这一点可以做无数个不同方向的面元,这些面元用的函数,另外还随时间的变化而变化。 那么,要描写某一点的应力就需要知道
所有通过该点的面上所受的应力。过同一点不同面上所受到的应力并不是处处相互独立,事实上,只要知道三个与坐标面平行面上的应力,则任一以解析:
为法向的面上的应力都可以通过它们及表示出来,即三个矢量(三个坐标面上的应力)或9个分量完全地描述了一点的应力状况。)
四、 单项选择题(总题数:4,分数:8.00)
8.单项选择题下列各题的备选答案中,只有一个是符合题意的。(分数:2.00)
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9.(西南交通大学2003—2004学年第1学期期末考试试题A卷)平衡流体的等压面方程为( )。 (分数:2.00) A.f x 一f y 一f z =0 B.f x +f y +f z =0
C.f x dx一f y dy一f z dz=0 D.f x dx+f y dy+f z dz=0 √ 解析:
10.(西南交通大学2003—2004学年第1学期期末考试试题A卷)静止液体作用在曲面上的静水总压力的水平分力P x =p c A x =ρgh c A x ,式中的( )。 (分数:2.00)
A.p c 为受压面形心处的绝对压强 B.p c 为压力中心处的相对压强 C.A x 为受压曲面的面积
D.A x 为受压曲面在铅垂面上的投影面积 √ 解析:
11.(中国石油大学2004--2005学年第2学期期末考试试题)作用在流体的力有两大类,一类是表面力,另一类是( )。 (分数:2.00) A.质量力 √ B.万有引力 C.分子引力 D.粘性力 解析:
五、 填空题(总题数:8,分数:16.00)
12.填空题请完成下列各题,在各题的空处填入恰当的答案。(分数:2.00)
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13.(西北工业大学2006—2007学年第1学期期末考试试题)某潜艇在海面下20m深处以16km/h的速度航行,设海水的密度为1026kg/m ,则潜艇前驻点处的压强为__________。 (分数:2.00)
__________________________________________________________________________________________ 正确答案:(正确答案:211.2kPa) 解析:
14.(西北工业大学2005--2006学年第1学期期末考试试题)某潜艇在海面下30m深处以16km/h的速度航行,设海水的密度为1026kg/m ,则潜艇前驻点处的压强为_________。 (分数:2.00)
__________________________________________________________________________________________ 正确答案:(正确答案:312kPa) 解析:
15.(中国石油大学2004—2005学年第2学期期末考试试题)边长为1m的封闭立方形箱子,一半充水,另一半充油,油的比重为0.75,当箱子竖直向上被加速4.903m/s ,底部与顶部的压强差为________Pa。 (分数:2.00)
__________________________________________________________________________________________ 正确答案:(正确答案:12865.125) 解析:
16.(中国石油大学2004—2005学年第2学期期末考试试题)拖曳一个几何比尺为50的船舶模型,以4.8km/h的速度航行所需的力为9N,如果原型船舶航行主要受密度和重力的作用,则原型船舶的相应速度和所需的力为________、________。 (分数:2.00)
__________________________________________________________________________________________ 正确答案:(正确答案:33.94km/h 1125kN) 解析:
17.(扬州大学2004--2005学年第2学期期末考试试题)静水压强的特性为________、________。 (分数:2.00)
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