科目代码 832 科目名称 水力学I 北京工业大学2012年硕士研究生入学考试试题 一、概念（每题1分，共10分）
1、连续介质：把流体看做是全部充满、内部没有任何空隙的质点所组成的连续体。
2、真空压强：负的相对压强又称负压，其绝对值称真空压强。 3、有势流：无旋流（无旋流的流速矢量总存在势函数）
4、量纲和谐原理：只有量纲相同的物理量才能相加减，所以正确的物理量关系式中各加和项的量纲必须是相同的，等式两边的量纲也必然是相同的。 5、粗糙壁面：粘性底层掩盖不住粗糙凸出高度，壁面粗糙对流动阻力、能量损失影响甚大，这样的壁面称粗糙壁面，若为管道则称粗糙管
6、卡门涡街：从Re=65开始，大尺度涡旋会从柱面两侧周期性地交替脱落下来，
这些涡体进入尾流区，交错式排成两列，各涡体以常速度向下游移动，这种尾流漩涡称卡门涡街。
7、环状管网：由多条管段互相连接成闭合形状的管道系统（枝状管网：由多条管段串连而成的干管和与干管相联的多条支管所组成的管道系统） 8、临界水深：流量及断面形状、尺寸一定的条件下，相应的断面能量最小时的水深是临界水深
9、渠道允许流速：不冲流速与不淤流速之间的流速
10、堰流：水流受到堰体或两侧边墙束窄的阻碍，上游水位壅高，水流从堰顶自由下泄，水面线为一条连续的降落曲线，这种水流现象称为堰顶溢流，简称堰流。
二、选择或填空（每空1分，共30分）
1、水的粘度随温度升高而 减小 ，空气的粘度随温度升高而 增大 。， 2、与牛顿内摩擦定律有关的因素 b 。
（a）压强、速度和粘度 （c）切应力、温度、粘度和速度 （b）流体的粘度、切应力和角变形率 （d）压强、粘度和角变形 3、边界层分离的必要条件是 。
（b）
?p?0 ?x三点的
4、图示两块无限大平行平板间的流动，速度分布为抛物线，A、B、C
切应力最大的是 C 点，最小的是 A 点。
5、如图所示，容器内液体密度?1，容器左侧和底部各连接测压管，其中液体
密度为?2，试问A-A,B-B,C-C，水平面是否是等压面？
A-A、C-C是，B-B不是 。
连通器原理：在静止、连通的同一种流体中，任意两点的压强差仅取决于两点的高差，而与容器的形状无关。互不连通或不同种类的流体不符合连通器原理
C-C B-B
A-A
6、压力表的读值是 B 。
（a）绝对压强；
（b）绝对压强与当地大气压的差值； （c）绝对压强加当地大气压；
（d）当地大气压与绝对压强的差值。
7、如图所示，垂直放置的矩形平面的一侧受到液
体的作用。假设该平面由两根分别在顶端和底端的绳子牵引不动（绳子和平面垂直），则顶端和底端所受张力之比为 。
(a)1/4 (b)1/3 (c)1/2 (d)1
8、洒水车以等加速度a向前平驶，重力加速度为g，则水车内自由表面与水平
面的夹角等于arctana g解：
fx??a,fy?0,fz??gdW?fxdx?fydy?fzdz?(?a)dx?(0)dy?(?g)dz??(adx?gdz)
设自由面上压强为p0，取坐标原点处W0?0。利用该边界条件进行积分，得
W??(ax?gz)得到压强分布 p?p0??(W?W0)?p0??(ax?gz)
自由面是等压面p?p0,将p?p0代入上式得到ax?gz?0
9、描述流动的方法有两种，既拉格朗日法和欧拉法。为了形象表示这两种方法，
可以用几何方法来描述流动，其中前者利用迹线，后者利用流线，这两者在恒定流动中，其几何线条重合。
10、下图中，小方块表示质点在不同位置的流动情况，问那些流动属于有势流
动 。
111、理想流体运动微分方程仅以x轴向可表示为X??pdux?，方程以 平行??xdt六面体微元 为研究对象，根据 牛顿第二定律 原理推到的，方程各项具有LT?2物理量纲，所以方程反映作用于单位 质量 流体各项力的平衡关系。
12、设在两平板间流动，流速分布ux(y)如图所示有三种情况，试比较这三种
情况动能修正系数a1,a2,a3的大小，a3?a2?a1。
（1）三角形分布ux?动能修正系数??值越大。
yu0，（2）矩形分布ux?c，（3）抛物线分布ux?c(a2?y2) h
1AV3?UdA，U：流速；V：平均流速。速度分布越不均匀，?A3
1动量修正系数??AV21UUdA?（）dA ?A?AAV2213、如图所示，等直径圆管内的恒定水流，点1和点2、点3和点4分别在同
一个断面上，请比较测压管1和管2，测压管3和管4的水面关系：（a）管1水
面 管2水面（b）管3水面 管4水面
14、达西公式表达式为u?kJJ?h1?h2水力坡度，表明渗流流速v与水力l坡度成 正比例，并与 土壤渗透 性质有关。 达西定律只能适用于层流渗流或线性渗流。
15、支状管网的流量为Q1,Q2,Q3，若在支管3的末端加一段管子，如图中虚线
所示，则流量变化为 都减小 。
16、在并联管道上，因为流量不同，所以虽然各单位重量液体 相同，但通过各管的水流所损失 却不相同。 （a）机械能总量；（b）粘滞力；（c）测压管水头线；（d）水头损失
三、简答题（每题5分，共40分）
1、在研究流体的宏观运动时，运用连续介质假设，有哪些方便之处。 2、试分析图中三种情况下水体A受到哪些表面力和质量力作用？（a）静止水
池；（b）明渠均匀流；（c）平面弯道水流。
流体力学中质量力通常有两种：重力（mg）和惯性力（ma） 表面力分为：压力（FP）和切力（FS）
（a）质量力：重力；表面力：静压力
（b）质量力：重力；表面力：动水压力，牛顿内摩擦力
（c）质量力：重力，惯性力；表面力：动水压力，牛顿内摩擦力
3、静水压强的二个基本特征是什么？
（1）、方向是内法线方向；（2）、同一点上各方向的静压力大小均相等
2p1u12p2u2??z2???HW1?2，4、实际流体元流能量方程（伯努利方程）为z1??g2g?g2g该式的适用条件有哪些？
（1）流体是不可压缩均质的实际流体，密度为常数 （2）作用于流体上的质量力是有势的 （3）流体运动是恒定流
（4）限于同一条流线上各点的总机械能保持不变
5、如图所示两种液体盛在同一容器中，其中?1??2，试分析下面两个水静力
2012北京工业大学流体力学试题与答案 - 图文
