流體力學(xué)-第3章流體運(yùn)動(dòng)學(xué)

1、第3章流體運(yùn)章流體運(yùn)動(dòng)學(xué)選擇題：【3.1】用歐拉法表示流體質(zhì)點(diǎn)的加速度a等于：（a）22ddtr；（b）vt??；（c）()vv??；（d）()t?????vvv。解：用歐拉法表示的流體質(zhì)點(diǎn)的加速度為??ddtt??????vvavv（d）【3.2】恒定流是：（a）流動(dòng)隨時(shí)間按一定規(guī)律變化；（b）各空間點(diǎn)上的運(yùn)動(dòng)要素不隨時(shí)間變化；（c）各過(guò)流斷面的速度分布相同；（d）遷移加速度為零。解：恒定流是指用歐拉法來(lái)觀察流體的運(yùn)動(dòng)，在任何固定的空

2、間點(diǎn)若流體質(zhì)點(diǎn)的所有物理量皆不隨時(shí)間而變化的流動(dòng).（b）【3.3】一元流動(dòng)限于：（a）流線是直線；（b）速度分布按直線變化；（c）運(yùn)動(dòng)參數(shù)是一個(gè)空間坐標(biāo)和時(shí)間變量的函數(shù)；（d）運(yùn)動(dòng)參數(shù)不隨時(shí)間變化的流動(dòng)。解：一維流動(dòng)指流動(dòng)參數(shù)可簡(jiǎn)化成一個(gè)空間坐標(biāo)的函數(shù)。（c）【3.4】均勻流是：（a）當(dāng)?shù)丶铀俣葹榱?；（b）遷移加速度為零；（c）向心加速度為零；（d）合加速度為零。解：按歐拉法流體質(zhì)點(diǎn)的加速度由當(dāng)?shù)丶铀俣群妥兾患铀俣龋ㄒ喾Q遷移加速度）這兩

3、部分組成，若變位加速度等于零，稱為均勻流動(dòng)（b）【3.5】無(wú)旋運(yùn)動(dòng)限于：（a）流線是直線的流動(dòng)；（b）跡線是直線的流動(dòng)；（c）微團(tuán)無(wú)旋轉(zhuǎn)的流動(dòng)；（d）恒定流動(dòng)。解：無(wú)旋運(yùn)動(dòng)也稱勢(shì)流，是指流體微團(tuán)作無(wú)旋轉(zhuǎn)的流動(dòng)，或旋度等于零的流動(dòng)。（d）【3.6】變直徑管，直徑1320mmd?，2160mmd?，流速11.5msV?。2V為：（a）3ms；（b）4ms；（c）6ms；（d）9ms。解：按連續(xù)性方程，22112244VdVd???，故221

4、2123201.56ms160dVVd????????????????（c）【3.7】平面流動(dòng)具有流函數(shù)的條件是：（a）理想流體；（b）無(wú)旋流動(dòng)；（c）具有流速勢(shì)；（d）滿足連續(xù)性。解：平面流動(dòng)只要滿足連續(xù)方程，則流函數(shù)是存在的。（d）【3.8】恒定流動(dòng)中，流體質(zhì)點(diǎn)的加速度：（a）等于零；（b）等于常數(shù)；（c）隨時(shí)間變解：對(duì)于恒定流動(dòng)，流線和跡線在形式上一定重合，但對(duì)于非恒定流動(dòng)，在某些特殊情況下也可能重合，舉一個(gè)簡(jiǎn)單例子，如果流體質(zhì)點(diǎn)

5、作直線運(yùn)動(dòng)，盡管是非恒定的，但流線和跡線可能是重合。（c）【3.15】一維流動(dòng)中，“截面積大處速度小，截面積小處速度大”成立的必要條件是：（a）理想流體；（b）粘性流體；（c）可壓縮流體；（d）不可壓縮流體。解：這道題的解釋同3.11題一樣的。（d）【3.16】速度勢(shì)函數(shù)存在于流動(dòng)中：（a）不可壓縮流體；（b）平面連續(xù)；（c）所有無(wú)旋；（d）任意平面。解：速度勢(shì)函數(shù)（速度勢(shì)）存在的條件是勢(shì)流（無(wú)旋流動(dòng)）（c）【3.17】流體作無(wú)旋運(yùn)動(dòng)的

6、特征是：（a）所有流線都是直線；（b）所有跡線都是直線；（c）任意流體元的角變形為零；（d）任意一點(diǎn)的渦量都為零。解：流體作無(wú)旋運(yùn)動(dòng)特征是任意一點(diǎn)的渦量都為零。（d）【3.18】速度勢(shì)函數(shù)和流函數(shù)同時(shí)存在的前提條件是：（a）兩維不可壓縮連續(xù)運(yùn)動(dòng)；（b）兩維不可壓縮連續(xù)且無(wú)旋運(yùn)動(dòng)；（c）三維不可壓縮連續(xù)運(yùn)動(dòng)；（d）三維不可壓縮連續(xù)運(yùn)動(dòng)。解：流函數(shù)存在條件是不可壓縮流體平面流動(dòng)，而速度勢(shì)存在條件是無(wú)旋流動(dòng)，即流動(dòng)是平面勢(shì)流。（b）計(jì)算題【3

7、.19】設(shè)流體質(zhì)點(diǎn)的軌跡方程為123e1e1ttxCtyCtzC????????????其中C1、C2、C3為常數(shù)。試求（1）t=0時(shí)位于ax?，by?，cz?處的流體質(zhì)點(diǎn)的軌跡方程；（2）求任意流體質(zhì)點(diǎn)的速度；（3）用Euler法表示上面流動(dòng)的速度場(chǎng)；（4）用Euler法直接求加速度場(chǎng)和用Lagrange法求得質(zhì)點(diǎn)的加速度后再換算成Euler法的加速度場(chǎng)，兩者結(jié)果是否相同。解：（1）以0t?，xa?，yb?，zc?代入軌跡方程，得12