工程流体力学复习重点概念

loading 分享 2026-8-24 下载文档

13、无旋流动:流动微团的旋转角速度为零的流动。

14、贴附现象:贴附现象的产生是由于靠近顶棚流速增大静压减少,而射流下部静压大,上下压差致使射流不得脱离顶棚。

15、有旋流动:运动流体微团的旋转角速度不全为零的流动。 16、自由射流:气体自孔口或条缝向无限空间喷射所形成的流动。 17、浓差或温差射流:射流介质本身浓度或温度与周围气体浓度或温度有差异所引起的射流。

18、音速:音速即声速,它是弱扰动波在介质中的传播速度。 19、稳定流动:流体流动过程与时间无关的流动。

20、不可压缩流体:流体密度不随温度与流动过程而变化的液体。 21、驻点:流体绕流物体迎流方向速度为零的点。

22、自动模型区:当某一相似准数在一定的数值范围内,流动的相似性和该准数无关,也即原型和模型的准数不相等,流动仍保持相似,准数的这一范围称为自动模型区。 五、简答题。

1、流体静压强的特性是什么?

2、尼古拉兹实验分区级意义是什么? 3、附面层提出的意义?

4、温差或浓差射流弯曲产生的原因是什么? 5、附面层分离的原因是什么?

6、运动粘滞系数r的物理意义是什么? 7、流体动力粘滞系数u的物理意义是什么? 8、元流的特性是什么?

pu2?常数中各项的物理意义? 9、伯努利方程z??r2g 10、管网水力计算遵循的原则是什么?

11、水击(水锤)现象及产生的原因是什么? 12、管嘴出流产生真空的原因和条件是什么? 13、自由紊流射流的运动、动力特征是什么? 14、射流弯曲产生的原因? 15、绕流升力产生的原因?

16、毕托管是广泛应用于测量水流和气流的一种仪器,试画出其示意图,并说

明其工作原 。

17、简要说明管道流动局部阻力损失产生的机理。

18、下式不可压缩流体N-S方程中,各项的物理意义是什么?

2?2ux?uy?2uzdux1?p??(2??)? X? 22??xdt?x?y?z 1、流体静压强的方向是沿着作用面的内法线方向;在静止或相对静止的流体

中,任一点流体静压强的大小作用面方向无关,只与该点的位置有关。

2、①层流区 ②临界过渡区 ③紊流光滑区 ④紊流过度区 ⑤紊流粗糙区 意义:比较完整地反应了沿程阻力系数的变化规律,揭示了沿程阻力系数变化的主要因素。

3、在于将流场划分为两个计算方法不同的区域,即势流区和附面层。在附面层外的势流区按无旋流动理想流体能量方程或动量方程求解;在附面层内,按粘性有旋流动流体能量方程或N-S方程求解;

4、浓差或温差射流由于浓度或温度不同,引起射流介质密度与周围其气体密度与周围气体密度不同,所受的重力与浮力不相平衡,使得整个射流将发生向上或向下的轴弯曲。

5、当流体绕流曲面体流动时,在减压增速区,流动维持原来的附面层;流动进入增压减速区时,流体质点受到与主流方向相反的压差作用,将产生方向的回流,而附面层外的流体仍保持原有的前进,这样,回流和前进这两部分运动方向相反的流体相接触,就形成旋涡。旋涡的产生使得附面层与壁面发生分离。

6、流体运动粘滞系数r表征单位速度梯度作用下的切应力对单位体积质量作用产生的阻力加速度,具有运动学要素。

7、流体动力粘滞系数u表征单位速度梯度作用下的切应力,反映了粘滞的动力性质。

8、元流的特性:元流的边界由流线组成;流体质点不能出入元流;元流断面上的流速和压强是均匀分布。

9、Z:断面对基准面高度,水力学中称位置水头,单位位能;

p :在断面压强作用下,流体沿测压管所能上升的高度,压强水头,单位

r位能;

u2 :断面以速度u为初速度的铅直向上射流所能达到的理论的高度,流

2g速水头,单位位能。

10、①任一节点流入和流出的流量相等;②任一闭合环路中,如规定顺时针

方向流动的阻力损失为正,反之为负,则各管段阻力损失的代数和必等于零。

11、有压管路中运动着的液体,由于阀门或水泵突然关闭,使得液体的速

度和动量发生急剧变化,从而造成液体压强骤然变化,该现象就是水击(水锤)现象,产生的原因①液体的可压缩性②管道材质的弹性。 12、原因是流体质点流动时由于有惯性,因而流线不能成折线,是光滑的

曲线,所以能够形成真空区域;条件是:管嘴长度为管径的3~4倍;

作用水头H0极限值为9.3m。

13、在自由紊流射流的主体段,射流各断面上速度分布是相似的,轴线速

度越来越小,横截面积越来越大,质量流量也越来越大;个横截面上的动量守恒。

14、在温差射流场中,由于气流密度与周围的气体的不同,射流气体所受

的浮力与重力不相平衡,使整个射流发生向下或向上弯曲。

15、当绕流物体为非对称形或虽为对称但其对称轴与来流方向不平行时,

在绕流物体上部流线较密,流速大;下部流线较疏,流速小,则上部压强小,下部压强大,上、下部存在压强差,由此产生向上的力称为升力。 16、(见第五版书P61)

17、(略)

18、X:是作用在流体微团上的单位质量力。

1?p是作用在流体微团上单位质量流体的压力。 :??x2?2ux?uy?2uz?): ?(2?是作用在流体微团上单位质量流体粘性偏22?x?y?z应力的合力。

dux是流体质点的加速度。 :dt一.名词解释(共10小题,每题2分,共20分)

1.粘滞性——流体在受到外部剪切力作用时发生变形(流动),其内部相应要产生对变形的抵抗,并以内摩擦力的形式表现出来,这种流体的固有物理属性称为流体的粘滞性或粘性

2.迹线——流体质点的运动轨迹曲线

流线——同一瞬时,流场中的一条线,线上每一点切线方向与流体在该点的速度矢量方向一致

3.层流——流体运动规则、稳定,流体层之间没有宏观的横向掺混

4.量纲和谐——只有量纲相同的物理量才能相加减,所以正确的物理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.偶极流——由相距2a的点源与点汇叠加后,令a趋近于零得到的流动 6.排挤厚度——粘性作用造成边界层速度降低,相比理想流体有流量损失,相当于中心区理想流体的流通面积减少,计算时将平板表面上移一个厚度,此为排挤厚度

7.顺压力梯度——沿流动方向压力逐渐降低,边界层的流动受压力推动不会产生分离8.时均速度——湍流的瞬时速度随时间变化,瞬时速度的时间平均值称为时均速度

9.输运公式——将系统尺度量转换成与控制体相关的表达式 10.连续介质假说——将流体视为由连续分布的质点构成,流体质点的物理性质及其运动参量是空间坐标和时间的单值和连续可微函数。

(1)试写出欧拉平衡方程式,并分析其适用条件

X?1?p1?p1?p?0,Y??0,Z??0 ??x??y??z适用于绝对静止状态和相对静止状态,适用于可压缩流体和不可压缩流体。 (2)试写出理想流体的伯努利方程,并解释其中每一项的含义

pv2??z?C ?g2g三项分别是压力水头、速度水头和位置水头,分别代表压力能、动能和重力势能 (3)试比较流体力学研究中欧拉法和拉格朗日法的不同?

研究流体运动的方法主要有两种:(1)拉格郎日法:把流体质点作为研究对象,跟踪一个质点,描述它运动的历史过程,并把足够多的质点运动情况综合起来,可以了解整个流体的运动。(2)欧拉法:主要研究流场中的空间点,观察质点流经每个空间上运动要素随时间变化的规律,把足够多的空间点综合起来得出整个流体运动的规律。

(4)试叙述什么是连续性假设?

在流体力学领域内,一般不考虑流体的微观结构,而且假设流体是充满整个空间而不留任何空隙的,即把流体看作连续介质。这样就可以把大量离散分子和原子的运动问题近似为连续充满整个空间的流体质点的运动问题。 (5)粘性及粘性的表示方法

流体微团发生相对运动时产生切向阻力的性质称为流体的粘性

常用的表示方法:动力粘度、运动粘度,也可以用相对粘度表示(不扣分) (6)什么是系统和控制体?

系统是一团流体质点的集合,它始终包含着相同的流体质点,而且具有确定的质量。控制体是指流场中某一确定的空间区域,这个区域的周界称为控制面。控制体的形状和位置相对于所选定的坐标系统是固定不变的,它所包含的流体的量可能时刻改变。 (7)层流和紊流的区别以及判别准则

流动状态主要表现为流体质点的互相摩擦和变形,这种流体质点互不干扰各自成层的流动称为层流;流动状态主要表现为流体质点的互相掺混,这种流体质点之间互相掺混杂乱无章的流动称为紊流;一般Re?2000时认为是层流,Re?2000即可认为流动为紊流。 (8)试叙述压力体的概念

压力体是由液体的自由表面、承受压力的曲面和该曲面的边线向上垂直引伸到自由液面或其延伸面的各表面所围成的体积。


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