2025年流體力學(xué)考試題及答案

一、單項(xiàng)選擇題1.流體的粘性與下列哪個(gè)因素?zé)o關(guān)？（）A.流體的種類B.溫度C.壓力D.流速答案：D2.理想流體是指（）的流體。A.密度不變B.粘度不變C.不可壓縮D.粘度為零答案：D3.靜止流體中某點(diǎn)的靜壓力大?。ǎ.與受壓面的方位有關(guān)B.與該點(diǎn)位置無(wú)關(guān)C.與受壓面的方位無(wú)關(guān)D.只與受壓面的大小有關(guān)答案：C4.流線與跡線重合的條件是（）。A.非恒定流B.恒定流C.均勻流D.非均勻流答案：B5.連續(xù)性方程依據(jù)的原理是（）。A.能量守恒B.質(zhì)量守恒C.動(dòng)量守恒D.流量守恒答案：B6.伯努利方程適用的條件是（）。A.理想流體、恒定流、不可壓縮流體、質(zhì)量力只有重力B.實(shí)際流體、恒定流、不可壓縮流體、質(zhì)量力只有重力C.理想流體、非恒定流、不可壓縮流體、質(zhì)量力只有重力D.理想流體、恒定流、可壓縮流體、質(zhì)量力只有重力答案：A7.圓管層流的沿程阻力系數(shù)λ與（）有關(guān)。A.雷諾數(shù)B.相對(duì)粗糙度C.雷諾數(shù)和相對(duì)粗糙度D.流量答案：A8.水流在管道中流動(dòng)，其流態(tài)判別準(zhǔn)則是（）。A.弗勞德數(shù)B.歐拉數(shù)C.雷諾數(shù)D.馬赫數(shù)答案：C9.當(dāng)雷諾數(shù)Re增大時(shí)，紊流的粘性底層厚度（）。A.增大B.減小C.不變D.不確定答案：B10.有壓管道的水力計(jì)算中，短管是指（）。A.管道長(zhǎng)度較短B.局部水頭損失和沿程水頭損失都不可忽略C.局部水頭損失可以忽略D.沿程水頭損失可以忽略答案：B二、多項(xiàng)選擇題1.下列關(guān)于流體粘性的說(shuō)法正確的是（）A.粘性是流體的固有屬性B.粘性是在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下流體具有抵抗剪切變形的能力C.粘性的大小與流體的種類有關(guān)D.粘性的大小與溫度有關(guān)答案：ABCD2.以下屬于質(zhì)量力的有（）A.重力B.慣性力C.彈性力D.表面張力答案：AB3.關(guān)于等壓面的特性，正確的是（）A.等壓面與質(zhì)量力正交B.等壓面就是水平面C.在同種連續(xù)靜止流體中，處于同一水平面的各點(diǎn)壓力相等D.等壓面不能相交答案：ACD4.下列哪些屬于恒定流的特點(diǎn)（）A.流場(chǎng)內(nèi)各點(diǎn)的流速不隨時(shí)間變化B.流線的形狀不隨時(shí)間變化C.跡線與流線重合D.流體的密度不隨時(shí)間變化答案：AB5.應(yīng)用伯努利方程時(shí)應(yīng)滿足的條件有（）A.理想流體B.恒定流C.不可壓縮流體D.所選取的兩個(gè)過(guò)水?dāng)嗝鎽?yīng)是漸變流斷面答案：ABCD6.影響沿程水頭損失大小的因素有（）A.管道長(zhǎng)度B.管道直徑C.流速D.沿程阻力系數(shù)答案：ABCD7.下列哪些屬于紊流的特點(diǎn)（）A.流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡極不規(guī)則B.存在脈動(dòng)現(xiàn)象C.紊流的粘性底層厚度較薄D.紊流的能量損失比層流大答案：ABCD8.相似準(zhǔn)則數(shù)包括（）A.雷諾數(shù)B.弗勞德數(shù)C.歐拉數(shù)D.馬赫數(shù)答案：ABCD9.管道的水力計(jì)算中，長(zhǎng)管是指（）A.局部水頭損失可以忽略不計(jì)B.沿程水頭損失起主要作用C.管道長(zhǎng)度很長(zhǎng)D.局部水頭損失和沿程水頭損失相當(dāng)答案：AB10.關(guān)于流線的性質(zhì)，正確的有（）A.流線不能相交B.流線是某一瞬時(shí)的曲線C.流線與跡線一定不重合D.流線的疏密反映了流速的大小答案：ABD三、判斷題1.流體的粘性只在流體流動(dòng)時(shí)才表現(xiàn)出來(lái)。（√）2.靜止流體中不存在切應(yīng)力。（√）3.等壓面一定是水平面。（×）4.恒定流一定是均勻流。（×）5.連續(xù)性方程適用于不可壓縮流體和可壓縮流體的恒定流。（√）6.伯努利方程中的各項(xiàng)都具有長(zhǎng)度的量綱。（√）7.圓管層流的沿程阻力系數(shù)只與雷諾數(shù)有關(guān)。（√）8.紊流的粘性底層厚度隨雷諾數(shù)的增大而增大。（×）9.弗勞德數(shù)是判別明渠水流流態(tài)的重要準(zhǔn)則數(shù)。（√）10.短管水力計(jì)算中，局部水頭損失和沿程水頭損失都要考慮。（√）四、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述流體粘性的概念及影響因素。流體的粘性是指在流體運(yùn)動(dòng)時(shí)，流體內(nèi)部具有的抵抗剪切變形的能力。粘性的大小與流體的種類密切相關(guān)，不同種類的流體粘性差異很大。同時(shí)，溫度對(duì)粘性影響顯著，對(duì)于液體，溫度升高粘性減小；對(duì)于氣體，溫度升高粘性增大。壓力對(duì)粘性的影響較小，在一般工程問(wèn)題中可忽略不計(jì)。2.寫出恒定總流的伯努利方程，并說(shuō)明各項(xiàng)的物理意義。恒定總流的伯努利方程為：z1+p1/γ+v12/2g=z2+p2/γ+v22/2g+hw。其中，z為位置水頭，表示單位重量流體所具有的位置勢(shì)能；p/γ為壓強(qiáng)水頭，表示單位重量流體所具有的壓強(qiáng)勢(shì)能；v2/2g為流速水頭，表示單位重量流體所具有的動(dòng)能；hw為水頭損失，表示單位重量流體從斷面1流到斷面2所損失的機(jī)械能。3.簡(jiǎn)述層流和紊流的判別方法及特點(diǎn)。層流和紊流的判別常用雷諾數(shù)Re。對(duì)于圓管流動(dòng)，當(dāng)Re＜2000時(shí)為層流；當(dāng)Re＞4000時(shí)為紊流；2000＜Re＜4000為過(guò)渡流。層流的特點(diǎn)是流體質(zhì)點(diǎn)作有條不紊的直線運(yùn)動(dòng)，各層間互不摻混；紊流的特點(diǎn)是流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡極不規(guī)則，有強(qiáng)烈的摻混和脈動(dòng)現(xiàn)象，能量損失比層流大。4.簡(jiǎn)述相似原理的內(nèi)容及相似準(zhǔn)則數(shù)。相似原理指出，彼此相似的現(xiàn)象，必定具有數(shù)值相同的同名相似準(zhǔn)則數(shù)。相似準(zhǔn)則數(shù)包括雷諾數(shù)Re，反映了慣性力與粘性力之比；弗勞德數(shù)Fr，反映了慣性力與重力之比；歐拉數(shù)Eu，反映了壓力與慣性力之比；馬赫數(shù)Ma，反映了慣性力與彈性力之比等。這些相似準(zhǔn)則數(shù)在模型實(shí)驗(yàn)和工程應(yīng)用中具有重要意義。五、討論題1.在實(shí)際工程中，如何利用伯努利方程解決流體流動(dòng)問(wèn)題？請(qǐng)舉例說(shuō)明。在實(shí)際工程中，伯努利方程可用于解決很多流體流動(dòng)問(wèn)題。例如在給排水工程中，計(jì)算管道中水流的流速、壓力等參數(shù)。以消防水帶噴水為例，已知水帶進(jìn)口處的壓力、高度，以及噴頭處的高度，利用伯努利方程可求出噴頭處的水流速度，從而確定噴水的射程和覆蓋范圍。通過(guò)合理調(diào)整管道的參數(shù)和壓力，確保消防水能夠滿足滅火需求。2.分析圓管層流和紊流在流動(dòng)特性和能量損失方面的差異，并說(shuō)明對(duì)工程設(shè)計(jì)的影響。圓管層流時(shí)，流體質(zhì)點(diǎn)作規(guī)則的直線運(yùn)動(dòng)，各層之間互不干擾，能量損失主要是粘性摩擦損失，沿程水頭損失與流速的一次方成正比。紊流時(shí)，流體質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)雜亂無(wú)章，存在強(qiáng)烈的摻混和脈動(dòng)，能量損失除了粘性摩擦損失外，還有脈動(dòng)引起的附加損失，沿程水頭損失與流速的1.75-2次方成正比。在工程設(shè)計(jì)中，對(duì)于層流情況，可更精確地計(jì)算能量損失，選擇合適的管徑和泵功率。對(duì)于紊流，需考慮更大的能量損失，適當(dāng)加大管徑或提高泵的揚(yáng)程，以保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。3.闡述相似原理在流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用及重要性。相似原理在流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)中起著關(guān)鍵作用。通過(guò)將實(shí)際工程問(wèn)題按相似準(zhǔn)則縮小或放大制作模型，在模型上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。應(yīng)用相似原理可確保模型與原型流動(dòng)相似，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果能推廣到原型。例如在船舶設(shè)計(jì)中，通過(guò)制作船模在水池中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，依據(jù)相似原理確定船模與原型的相似關(guān)系，測(cè)量船模的阻力等參數(shù)，進(jìn)而推算出原型船舶的性能。其重要性在于節(jié)省實(shí)驗(yàn)成本、縮短實(shí)驗(yàn)周期，為工程設(shè)計(jì)提供可靠依據(jù)。4.結(jié)合實(shí)際，談?wù)劻黧w力學(xué)在能源領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展前景。在能源領(lǐng)域，流體力學(xué)有廣泛應(yīng)用。例如在石油