南京信息工程大學(xué)試卷

學(xué)年第2學(xué)期流體力學(xué)課程試卷（B卷）

本試卷共支頁(yè)；考試時(shí)間儂分鐘；任課教師出卷時(shí)間年/月

系專(zhuān)業(yè)班

學(xué)號(hào)姓名得分

一單項(xiàng)選擇題（每小題3分，共24）

I.按連續(xù)介質(zhì)的概念，流體質(zhì)點(diǎn)是指（）

（A）流體分子

（B）流體內(nèi)的固體顆粒

（C）幾何點(diǎn)

（D）幾何尺寸同流動(dòng)空間運(yùn)動(dòng)相比是極小量，但含有大量分子的微元體

2.流體運(yùn)動(dòng)時(shí)，流場(chǎng)各空間點(diǎn)的參數(shù)不隨時(shí)間變化，僅隨空間位置而變，這種流動(dòng)稱(chēng)為（）

（A）定常流（B）非定常流

（C）非均勻流（D）均勻流

3不可壓縮流體的三維連續(xù)方程是（）

..dudvdwA…、8dudvdwA

dxdydz6texdydz

,一、dpRudvSw、_,c、dp.dpudpvdpvv._

dtdxdydzdtdxdy,dz

4下面有關(guān)流線和跡線的敘述，正確的是（）

（A）跡線是某個(gè)流點(diǎn)在各時(shí)刻所行路徑的軌跡線，跡線是標(biāo)量線，因此沒(méi)有方向；

（B）流線是矢量線，任意一點(diǎn)流速方向與該點(diǎn)切線方向相吻合，故流線不可能相交；

（C）兩個(gè)不同流場(chǎng)，其流線可以具有相同的形式；

（D）定常條件是跡線和流線重合的充分必要條件。

5）的流體成為理想流體

（A）速度很小（B）速度很大

（C）忽略黏性力（D）密度不變

6想不可壓流體，所受質(zhì)量力僅為重力的情況下作定常運(yùn)動(dòng)時(shí)，其中一流管如圖所示，此時(shí)

圖中A、B兩點(diǎn)的流速修、”及壓力汽、PB間的關(guān)系滿足：（）

(A)VA=VB；PA=PB

(B)VA>VB；PA=PB

（C）VA>VB；PA<PB

（D）VA<VB；PA>PB

7下說(shuō)法正確的是：（）

（A）特征量通常為沒(méi)有量綱的物理量：

（B）無(wú)量綱量的大小隨單位制的改變而變化：

（C）在同一物理過(guò)程中，特征值通常是不變：

（D）物理量的時(shí)、空變化由特征值來(lái)決定。

（D）流體沿等壓線運(yùn)動(dòng)

8度〃，長(zhǎng)度/，重力加速度g的無(wú)量綱組合是（）

2

（嗎,（嗚,?小嗚

三、簡(jiǎn)答題（每小題2分，共16分）

1簡(jiǎn)述散度定義及所表示的物理意義。

2簡(jiǎn)述渦度的定義及其表示的物理意義。

四、綜合題（共60分）

1.已知流體運(yùn)動(dòng)的速度場(chǎng)為求t=0時(shí)刻，過(guò)點(diǎn)M（T「1）的跡線方程。

v=-y+t

（10分）

2.已知流體運(yùn)動(dòng)速度場(chǎng)"="一）'+2廣，求出流體運(yùn)動(dòng)的加速度，并說(shuō)明產(chǎn)生流體加速度

V=y4-4/

的原因。（10分）

3.己知二維流速場(chǎng)為：=JV2+ay[w=（?+y）x

■

v=by[v=（x2+by2）

分別求勢(shì)函數(shù)和流函數(shù)存在的條件。（15分）

4根據(jù)皮葉克尼斯定理：蟲(chóng)=—[L（_l）xVp].d行說(shuō)明夜間海陸風(fēng)的形成（在作必要圖示）。

出J;LP_

（10分）

5已知描述一維重力表面波的閉合方程組為：

\dudh'

-----—父-----

dt-------ox

fr

'dh口du'

--=~rl-----

,dtdx

根據(jù)方程簡(jiǎn)單討論重力表面波的形成機(jī)制；（2）求波動(dòng)的相速度。（15分）

南京信息工程大學(xué)試卷

2011—2012學(xué)年第2學(xué)期流體力學(xué)課程試卷（B卷）

本試卷共支頁(yè)；考試時(shí)間儂分鐘；任課教師彭麗霞出卷時(shí)間2012年/月

系專(zhuān)業(yè)班

學(xué)號(hào)姓名得分

一單項(xiàng)選擇題（每小題3分，共24）

I.按連續(xù)介質(zhì)的概念，流體質(zhì)點(diǎn)是指（D）

（A）流體分子

（B）流體內(nèi)的固體顆粒

（C）幾何點(diǎn)

（D）幾何尺寸同流動(dòng)空間運(yùn)動(dòng)相比是極小量，但含有大量分子的微元體

2.流體運(yùn)動(dòng)時(shí)，流場(chǎng)各空間點(diǎn)的參數(shù)不隨時(shí)間變化，僅隨空間位置而變，這種流動(dòng)稱(chēng)為（A）

（A）定常流（B）非定常流

（C）非均勻流（D）均勻流

3不可壓縮流體的三維連續(xù)方程是（A）

/、3〃dvdw八，、前dudvdw八

（A）.—+—+—=0（B）上+—+—+—=0；

dxdydzdtdxdydz

dp.dudvdw.八,dp.dpudpvdp\vx八

dtdxdydzdtdxdydz

4下面有關(guān)流線和跡線的敘述，正確的是（C）

（A）跡線是某個(gè)流點(diǎn)在各時(shí)刻所行路徑的軌跡線，跡線是標(biāo)量線，因此沒(méi)有方向；

（B）流線是矢量線，任意一點(diǎn)流速方向與該點(diǎn)切線方向相吻合，故流線不可能相交；

（C）兩個(gè)不同流場(chǎng)，其流線可以具有相同的形式；

（D）定常條件是跡線和流線重合的充分必要條件。

5（C）的流體成為理想流體

（A）速度很?。˙）速度很大

（C）忽略黏性力（D）密度不變

6想不可壓流體，所受質(zhì)量力僅為重力的情況下作定常運(yùn)動(dòng)時(shí)，其中一流管如圖所示，此時(shí)

圖中A、B兩點(diǎn)的流速修、”及壓力汽、PB間的關(guān)系滿足：（C）

(A)VA=VB；PA=PB

(B)VA>VB；PA=PB

(C)VA>VB；PA<PB

(D)VA<VB;PA>PB

7下說(shuō)法正確的是：(C)

(A)特征量通常為沒(méi)有量綱的物理量；

(B)無(wú)量綱量的大小隨單位制的改變而變化：

(C)在同一物理過(guò)程中，特征值通常是不變；

(D)物理量的時(shí)、空變化由特征值來(lái)決定。

8度〃，長(zhǎng)度/，重力加速度g的無(wú)量綱組合是(D)

2

(嗎,(嗚,?小嗚

三、簡(jiǎn)答題(每小題2分，共16分)

1簡(jiǎn)述散度定義及所表示的物理意義。

定義散度為矢量微商符▽和速度矢U的數(shù)性積，即:散度

流體散度即為單位體積的流體通量。▽?R=lirp產(chǎn)〃

散度也是度量流點(diǎn)體積膨張或收縮的一個(gè)量，魂單位體積的流點(diǎn)體脹速度。旦(今為應(yīng))

SxSydzdt

2簡(jiǎn)述渦度的定義及其表示的物理意義。

定義渦度矢為矢量微商符▽和速度矢V的矢性積，即：渦度矢三VAW

ddd

VAV=

dxdy&

w

流體某點(diǎn)的渦度矢在單位面元的法向分量=單位面積速度環(huán)流的極限值，它是度量流體旋轉(zhuǎn)

程度的物理量。流體渦度反映的則是流點(diǎn)自身的“自轉(zhuǎn)。

四、綜合題（共60分）

"-V-4-/

1.己知流體運(yùn)動(dòng)的速度場(chǎng)為~,求30時(shí)刻，過(guò)點(diǎn)M(T,T)的跡線方程。

v=-y+t

(10分)

解：跡線微分方程：

進(jìn)一步有："X-dt;———=dt

x+t-y+t

設(shè)z=x+1

dzdx,

Z=x+t——=---F1

dtdt

——l=z=>—=z+l=>——=dt=>ln(z+1)=t+c

dtdtz+1

n=G-—1nx=G"——]

l1

x=C{e-t-\y—C^e+/—1

根據(jù)t=0條件，確定Cl=C2=0-

x=-t-\

y=t-\

消去參數(shù)t,最終可得￡;0時(shí)刻，過(guò)點(diǎn)M(-1,-1)的跡線方程為：

x+y+2=0

3.已知流體運(yùn)動(dòng)速度場(chǎng)'='一)'+2‘，求出流體運(yùn)動(dòng)的加速度，并說(shuō)明產(chǎn)生流體加速度

v=y+4/

的原因。(10分)

dudu-dududu

ar=—=—+(V?▽)〃=—+〃一+v—

dtdtdtdxdy

=g-)，+2/)+(]7+)產(chǎn)")'+2/)+(y+4/產(chǎn)?),+2產(chǎn))

dtdxdy

=x-2y+2/2

dvdv-—dvdvdv

Cl==--h(V?V)V=----bU----hV

dtdtdtoxdy

5(y+4r)/c2、a()+4f)...

二-7—+*-)，+2廣)———+(y+4/)

dtdx

=4+y+4/

產(chǎn)生加速度的原因主要為：流場(chǎng)的非定常和非均勻。

3.已知二維流速場(chǎng)為：[u=x1+ay=+

v=by[v=（x2+by2）

分別求勢(shì)函數(shù)和流函數(shù)存在的條件。（15分）

勢(shì)函數(shù)存在的條件：無(wú)旋流動(dòng)▽八U=0

流函數(shù)存在的條件：無(wú)輻散流-

v*v=o

勢(shì)函數(shù)存在的條件：（VAV）.=變一包=邈2-亞士竺2=-〃=0

dxdydxdy

流函數(shù)存在的條件:

。?山畀隼喝嘰甯=2x+b=0

EA丘'①d(x2+by2)a((6z+y)x)

=x=0

勢(shì)函數(shù)存在的條件:dxdyoxoxdy

7W，凱a((〃+y)x)d(x2+by2)

￡)=V/f?V=——十——=——+-------=(〃+y)+2by=0

流函數(shù)存在的條件:dx.dydxdy

4根據(jù)皮葉克尼斯定理：匹=—“▽?zhuān)▇L）xV>7行說(shuō)明咬間海陸風(fēng)的