西安交大流体力学题及答案
一、 选择题(略) 二、 判断题(略) 三、 简答题
1.等压面是水平面的条件是什么？
:①连续介质 ② 同一介质 ③ 单一重力作用下. 2. 同一容器中装两种液体，且21ρρ?，在容器侧壁装了两根测压管。试问：图中所标明的测压管中液面位置对吗？为什么？
解：不对，（右测压管液面要低一些，从点压强的大小分析）
C (c) 盛有不同种类溶液的连通器
D
C D
水
油
B
B (b) 连通器被隔断
A
A
(a) 连通容器
3. 图中三种不同情况，试问：A-A 、B-B 、C-C 、D-D 中哪个是等压面？哪个不是等压面？为什么？
：（ a ）A-A 是 （b ）B-B 不是 （c ）C-C 不是， D-D 是。 四、作图题(略)
五、计算题(解题思路与答案)
1. 已知某点绝对压强为80kN/m 2，当地大气压强p a =98kN/m 2。试将该点绝对压强、相对压强和真空压强用水柱及水银柱表示。 解： 用水柱高表示
（1）该点绝对压强：8.16mH 2o （2）该点相对压强：-1.84mH 2o
（3）该点真空压强：1.84mH 2o 用水银柱高表示
（1）该点绝对压强：599.1mm H g
（2）该点相对压强：-135.4 mm H g （3）该点真空压强：135.4 mm H g
2. 一封闭水箱自由表面上气体压强p 0=25kN/m 2，h 1=5m ，h 2＝2m 。求A 、B 两点的静水压强。
解：由压强基本公式gh
p p ρ+=
0求解
A p = 7.551 mH 2o (74 kN/m 2)
B p = 4.551 mH 2o (44.6 kN/m 2)
3 如图所示为一复式水银测压计，已知m 3.21=?，m 2.12=?，
m
5.23=?，m 4.14=?，m
5.15
=?(改为3.5m)。试求水箱液面上的绝
对压强0p ＝？
解：①找已知点压强(复式水银测压计管右上端)②找出等压面③计算点压强,逐步推求水箱液面上的压强0p.
:0p=273.04 kN/m2
4 某压差计如图所示，已知H A=H B=1m，ΔH=0.5m。求：B
A
p
p-。
解：①找出等压面②求出相对的点压强③列平衡方程式
解：①画出相对压强分布图, ② 计算各侧静水压力, ③ 求静水总压力的大小
④列力矩平衡方程求静水总压力的作用点位置。 ③求出合力及作用力的方向
=P 92.59kN 0
04.25=α
1．述流体运动的两种方法是什么？简述其容。
答：（略）
2. 流体微团体运动分为哪几种形式?
答：①平移②线变形③角变形④旋转变形。
3. 写出恒定平面势流中流函数、势函数与流速的关系。
（改为：写出恒定平面势流中流函数具有的性质，流函数与流速势的关系。）
答：流函数具有的性质
①流函数相等的点组成的线即流线，或曰，同一流
线上个点的流函数为常数。
②两流线间的函数值之差为为单宽流量。
③平面势流的流函数为一个调和函数。
答：流函数与流速势的关系
①流函数与势函数为调和函数。
②等势线与等流函数线正交。
4．什么是过流断面和断面平均流速？为什么要引入断面平均流速？
答：与流线正交的断面叫过流断面。
过流断面上点流速的平均值为断面平均流速。
引入断面平均流速的概念是为了在工程应用中简化计算。
5．如图所示，水流通过由两段等截面及一段变截面组成的管道，试问：
(1)当阀门开度一定，上游水位保持不变，各段管中，是恒定流还是非恒定流？是均匀流还是非均匀流？
(2)当阀门开度一定，上游水位随时间下降，这时管中是恒定流还是非恒定流？
(3)恒定流情况下，当判别第II段管中是渐变流还是急变流时，与该段管长有无关系？
答：（1）是恒定流。Ⅰ、Ⅲ是均匀流，Ⅱ是非均匀流。
（2）管中为非恒定流。
（3）有。管段相当长为渐变流，管段较短为急变流。
四、计算题（解题思路） 1． 恒定二维流动的速度场为
ay
u ax u y x -==,，其中1=a 秒-1。（1）
论证流线方程为C xy =；（2）绘出C ＝0、1及4m 2的流线；（3）求出质点加速度的表达式。
解：（1）流线方程为：y
x u dy
u dx = 代入数值推导
（2）（略） （3）由：y
u
u x u u t u a x y x x x x ??+??+??=
代入数值求解。
y
u u x
u u t
u a y y
y x
y y ??+??+??=
代入数值求解。
答案:
x
a a x 2=
y
a a y 2=
2 试检验下述不可压缩流体的运动是否存在？
（1）
xy
z y x u z y u y x u z y x ++-=+=+=)(4,
2,
222
（2）xyt
u xzt u yzt u z y x
===,
,
解：由连续性微分方程，z
u y u x u z
y x ?+
?+?=0 流体的运动存在,反之
流体的运动不存在。
答案:（1）代入数值求解， 流体的运动不存在。
（2）代入数值求解，流体的运动存在。
3 水流从水箱经管径分别为cm
d cm d cm d 5.2,5,10321===的管道流
出，出口流速s
m V /13=，如图所示。求流量及其它管道的断面平
均流速。