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流体力学名词解释和简答题


名词解释和问答题
一、绪论
1.连续介质假设:把流体当作是由密集质点构成的、内部无空隙的连续体来研究,这就 是连续介质假设。或 连续介质:由密集质点构成的、内部无空隙的连续体。 (2009 年 1 月) (2004 年 10 月) 2.表面力:通过直接接触作用在所取流体表面上的力。 (2008 年 10 月) 3.质量力:作用在流体内每个质点上,大小与流体质点质量成正比的力。 (2006 年 10 月) 4. 粘性:是流体在运动过程中抵抗剪切变形的能力,是产生机械能损失的根源。或粘性是 流体的内摩擦特性。或相邻流层在发生相对运动时产生内摩擦力的性质。 (2009 年 10 月) (2005 年 1 月) (2001 年 10 月) 5.理想流体:指无粘性,动力粘度 ? ? 0 或运动粘度? ? 0 的流体。 (2003 年 10 月) 6.不可压缩流体:流体的每个质点在运动全过程中,密度不变化的流体。 (2010 年 10 月) (1)什么是理想流体?为什么要引入理想流体的概念? (2)试从力学分析的角度,比较流体与固体对外力抵抗能力的差别。

二、流体静力学
1.真空度:指绝对压强不足当地大气压的差值,即相对压强的负值。 (2006 年 10 月) (2004 年 1 月) (2002 年 10 月) 2.相对压强:以当地大气压为基准起算的压强。 (2007 年 10 月) (2006 年 1 月) (2005 年 10 月) 3.绝对压强:以没有气体分子存在的完全真空为基准起算的压强。 4. 测压管水头:z ?
p

?g

称为测压管水头, 是单位重量流体具有的总势能。或, 位置高度(或

位置水头)与测压管高度(压强水头)之和。 (2008 年 1 月) (2005 年 1 月) 5.帕斯卡原理:在平衡状态下,液体任一点压强的变化将等值地传到其他各点。 6.等压面:流体中压强相等的空间点构成的面(平面或曲面)。 7.阿基米德原理:液体作用于潜体(或浮体)上的总压力,只有铅垂向上的浮力,大小等 于所排的液体重量,作用线通过潜体的几何中心。 (2007 年 1 月) (1)简述静止流体中应力的特性。 (2)何为压力体?压力体的作用是什么?如何确定压力体? (3)试述液体静力学基本方程 z ?
p ? C 及其各项的物理和几何意义?

?g

三、流体动力学
1.流线:表示某时刻流动方向的曲线,曲线上各质点的速度矢量都与该曲线相切。 (2003 年 10 月) (2010 年 10 月) 2.迹线:流体质点在一段时间内的运动轨迹称为迹线。

1

3.水力坡度:粘性流体的总水头线沿程单调下降的快慢程度,亦即单位流程内的水头损失。 (2008 年 1 月) (2006 年 1 月) (2004 年 1 月) 4.过流断面:在流束上作出的与所有流线正交的横断面是过流断面(或称过水断面)。 (2003 年 10 月) 5.恒定流:以时间为标准,若各空间点上的运动参数都不随时间变化,这样的流动是恒定 流。 (2010 年 1 月) (2006 年 1 月) 6.渐变流:即质点的迁移加速度很小的流动(或,流线近似于平行直线的流动) (2005 年 1 月) (2002 年 10 月) 7.均匀流:流体中质点的迁移(位变)加速度为零的流动。或均匀流是指流线是平行直线的 流动。 (2011 年 1 月) 8.断面平均流速:设想过流断面上流速 v 均匀分布,通过的流量等于实际流量,此流速定 义为该断面的平均流速,即 v ?
Q A

。 (2009 年 10 月) (2001 年 10 月)

9.三元流动:各空间点上的运动参数是三个空间坐标的函数的流动。 (2004 年 10 月) 10.二元流动:各空间点上的运动参数是两个空间坐标的函数的流动。或答:在空间上,运 动参数只随两个空间坐标变化的流动。 (2006 年 10 月) 11. 动能修正系数: 为修正以断面平均速度计算的动能与实际动能的差异而引入的修正系数。 12. 动量修正系数: 为修正以断面平均速度计算的动量与实际动量的差异而引入的修正系数。 13. 重量流量:单位时间内通过某一过流断面的流体重量称为重量流量。 (2009 年 1 月) 14.当地加速度:速度场随时间变化而引起的加速度,称为当地加速度或时变加速度。 (2008 年 10 月) 15.迁移加速度:速度场随位置变化而引起的加速度,称为迁移加速度或位变加速度。 (1)元流伯努利方程为 z ?
p ? u
2

?g

? C ,请说明该方程各项的物理意义。

2g

(2)总流动量方程的应用条件是什么。 (3)公式 z ?
p ? C 在静止液体中与在渐变流中使用的条件有何不同?

?g

(4)试简述总流伯努利方程为 z 1 ?

p1

?g

?

? 1v1
2g

2

? z2 ?

p2

?g

?

? 2v2
2g

2

? h w 的适用条件。

(5)试简述总流伯努利方程各项及方程的物理和几何意义。 (6)什么是流线?流线有哪些主要性质?流线与迹线有无重合的情况。 (7)何谓渐变流?渐变流有哪些重要性质?引入渐变流的概念,对研究流体运动有何实际 意义?

四、流动阻力和水头损失
1.紊流:流体质点的运动轨迹极不规则,各层质点相互掺混,这种流态称为紊流。 (2008 年 10 月) (2008 年 1 月) (2007 年 1 月) (2005 年 1 月) 2.层流:流体呈层状流动,各层质点互不掺混,这种流态称为层流。 (2007 年 10 月) (2011 年 1 月) 3.当量粗糙高度:工程上把直径相同,紊流粗糙区沿程摩阻系数 ? 值相等的人工粗糙管的 粗糙突起高度 k s ,定义为这种管材的工业管道的当量粗糙高度。 (2005 年 10 月) (2010 年
2

10 月) 4.水力半径:综合反映断面大小和几何形状对流动影响的特征长度。 (2010 年 1 月) 5.湿周:过流断面上流体与固体接触的周界。 (2004 年 1 月) 6.粘性底层:紧靠壁面存在一个粘性剪应力(或粘性力)起控制作用的薄层。 (2007 年 10 月) (2001 年 10 月) 7. 绕流阻力(2009 年 10 月) 8.沿程水头损失:在边界沿程不变的均匀流段,流体克服摩擦阻力做功而引起的水头损 失。 (2009 年 1 月) (1)流体在管道内流动产生的阻力可分为两类,是哪两类?它们分别由什么原因产生? (2)如何判别圆管和非圆管有压流中的流态? (3)简述尼古拉兹实验中沿程摩阻系数 ? 的变化规律。 (4)试比较圆管层流和紊流水力特点(剪应力、流速分布、沿程水头损失、沿程摩阻系数) 的差异。

五、孔口管嘴出流、有压管流
1.长管:不计流速水头和局部水头损失的管道,其全部作用水头都消耗于沿程水头损失。 (2008 年 1 月) (2003 年 10 月) 2.短管:水头损失中,沿程水头损失和局部水头损失都占相当比重,两者都不可忽略的管 道。 (2009 年 1 月) (2001 年 10 月) (2010 年 10 月) 3.简单管道:沿程直径不变、流量也不变的管道。 (2006 年 1 月) (2004 年 10 月) (2011 年 1 月) 4.水击:在有压管道中,由于某种原因使水流速度突然发生变化,同时引起压强大幅度波 动的现象。 (2002 年 10 月) 5.管嘴出流:在孔口上对接长度为 3~4 倍孔径的短管,水通过短管并在出口断面满管流出 的水力现象称为管嘴出流。 (2005 年 10 月) 6.孔口出流:容器壁上开孔,水经孔口流出的水力现象称为孔口出流。 (1)孔口、管嘴出流和有压管流的水力特点有什么不同? (2)正常工作条件下,作用水头相同、面积也相同的孔口和圆柱形外管嘴,过流能力是否 相同?原因何在? (3)简述水击产生原因及防止水击危害的措施。 (4)简述工程中有压管路的水力计算主要有哪几种问题。

六、明渠流动
1.临界水深:在渠道形状、尺寸和流量一定的条件下,断面单位能量最小( e ? e min )的 明渠流对应的水深称为临界水深。 (2005 年 10 月) (2011 年 1 月) 2.临界底坡:若正常水深正好等于该流量下的临界水深时相应的渠道底坡。 (2007 年 10 月) (2004 年 1 月) (2001 年 10 月) 3.断面单位能量:相对于通过该断面最低点的基准面的机械能,又称断面比能。 (2008 年 1 月) (2005 年 1 月) (2002 年 10 月) 4.水跃:是明渠水流从急流状态过渡到缓流状态时,水面骤然跃起的急变流现象。 (2010 年 1 月) (2007 年 1 月) (2006 年 1 月) (2004 年 10 月)

3

5.水跌:是明渠水流从缓流状态过渡到急流状态时,水面急剧降落的急变流现象。 (2008 年 10 月) 6.棱柱性渠道:断面形状、尺寸沿程不变的长直渠道。 (2009 年 1 月) 7.水力最优断面:当渠道底坡 i 、粗糙系数 n 和面积 A 一定,使流量 Q 最大, (或水力半 径最大,即湿周 ? 最小)的断面形状。 (2004 年 10 月) 8.明渠均匀流:流线是平行直线的明渠水流。 (2006 年 10 月) (1)明渠均匀流的形成条件和水力特征是什么。 (2)简述正常水深的影响因素?当其它条件不变时,仅增大底坡或粗糙系数时正常水深的 变化情况如何。 (3)简述临界水深的影响因素?当其它条件不变时,仅增大底坡或粗糙系数时临界水深的 变化情况如何。 (4)怎样从运动学角度和能量角度区分缓流和急流?有哪些判别方法。

七、堰流
1.堰流:明渠缓流因流动边界条件急剧变化(设置溢流堰或束窄通道宽度)而发生的明渠 急变流现象,称为堰流。 (2010 年 1 月) (2003 年 10 月) (1)堰流的是水力特点是什么? (2)宽顶堰形成淹没溢流的必要和充分条件是什么?流量系数 m 、淹没系数 ? s 、收缩系 数 ? 与哪些因素有关。

八、渗流
1.渗透系数:是反映土壤和地下水性质综合影响渗流的系数。 (2007 年 1 月) (2004 年 1 月) (2011 年 1 月) 2.完全井:井管贯穿整个含水层,井底直达不透水层的井。(2006 年 10 月) 3. 自流井:含水层位于两个不透水层之间,顶面的压强大于大气压强,这样的含水层是承 压含水层,吸取承压地下水的井,称为承压井或自流井。(2010 年 10 月) 4. 渗流模型:渗流区域边界条件保持不变,略去全部土颗粒,认为渗流区连续充满流体, 而流量与实际渗流相同,压强、渗流阻力也与实际渗流相同的替代流场。 (2009 年 10 月) (2010 年 1 月) (1)简述达西定律与裘皮依公式的区别。 (2)何谓渗流模型?渗流模型与实际渗流相比较有何区别? (3)渗透系数 k 值与哪些因素有关?如何确定?

九、量纲分析和相似原理
1.基本量纲:根据物理量量纲之间的关系,无任何联系的、相互独立的量纲称为基本量纲。 (2005 年 10 月) 2.量纲:物理量的属性(类别)称为量纲或因次。(2007 年 10 月) 3.动力相似:两个流动相应点处质点受同名力作用,力的方向相同,大小成比例。 (2009 年 10 月) (2007 年 1 月)

4

4. 量纲和谐原理: 凡正确反映客观规律的物理方程, 其各项的量纲一定是一致的。 (2008 年 10 月) (1) 流动相似的含义是什么? (2) 何谓相似准则?模型实验怎样选择相似准则?

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