2025年大學(xué)流體力學(xué)（水動(dòng)力學(xué)）上學(xué)期期末測試卷

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______一、選擇題（總共10題，每題3分，每題只有一個(gè)正確答案，請將正確答案填在括號(hào)內(nèi)）1.流體力學(xué)中研究流體運(yùn)動(dòng)的兩種方法是（）A.拉格朗日法和歐拉法B.牛頓法和歐拉法C.拉格朗日法和牛頓法D.以上都不對2.理想流體是指（）A.不可壓縮的流體B.粘性為零的流體C.密度不變的流體D.無旋的流體3.流線的特點(diǎn)不包括（）A.流線不能相交B.流線的疏密表示流速的大小C.流線是一條光滑的曲線D.流線可以是折線4.歐拉平衡微分方程表示的是（）A.流體平衡時(shí)的壓力關(guān)系B.流體平衡時(shí)的速度關(guān)系C.流體平衡時(shí)的力的平衡關(guān)系D.流體平衡時(shí)的能量關(guān)系5.靜止流體中任意一點(diǎn)的壓力在各個(gè)方向上（）A.相等B.不相等C.與方向有關(guān)D.以上都不對6.作用在曲面上的靜水總壓力的水平分力等于（）A.作用在該曲面鉛垂投影面上的靜水總壓力B.作用在該曲面水平投影面上的靜水總壓力C.作用在該曲面任意投影面上的靜水總壓力D.以上都不對7.恒定流是指（）A.流動(dòng)隨時(shí)間變化B.流動(dòng)不隨時(shí)間變化C.流速隨時(shí)間變化D.壓力隨時(shí)間變化8.均勻流是指（）A.流線是相互平行的直線B.流線是相互平行的曲線C.流線是不平行的直線D.流線是不平行的曲線9.雷諾數(shù)反映了流體流動(dòng)中（）的對比關(guān)系。A.慣性力與粘性力B.慣性力與重力C.粘性力與重力D.壓力與慣性力10.層流與紊流的本質(zhì)區(qū)別是（）A.流速大小B.雷諾數(shù)大小C.流動(dòng)狀態(tài)是否穩(wěn)定D.流體微團(tuán)的運(yùn)動(dòng)方式二、多項(xiàng)選擇題（總共5題，每題4分，每題有多個(gè)正確答案，請將正確答案填在括號(hào)內(nèi)，少選、多選、錯(cuò)選均不得分）1.流體的主要力學(xué)性質(zhì)包括（）A.慣性B.粘性C.壓縮性D.表面張力E.彈性2.下列屬于描述流體運(yùn)動(dòng)的基本概念有（）A.流線B.跡線C.流管D.流量E.斷面平均流速3.流體靜力學(xué)基本方程可應(yīng)用于（）A.連通器B.測壓管C.液位計(jì)D.水壩的壓力計(jì)算E.水泵的揚(yáng)程計(jì)算4.恒定總流的能量方程的應(yīng)用條件包括（）A.恒定流B.不可壓縮流體C.質(zhì)量力只有重力D.兩過水?dāng)嗝媸蔷鶆蛄骰驖u變流E.兩過水?dāng)嗝骈g無能量輸入或輸出5.粘性流體總流的伯努利方程中比能損失包括（）A.沿程水頭損失B.局部水頭損失C.流速水頭損失D.壓力水頭損失E.位置水頭損失三、判斷題（總共10題，每題2分，請?jiān)诶ㄌ?hào)內(nèi)打“√”或“×”）1.流體的粘性隨溫度升高而增大。（）2.流線和跡線一定重合。（）3.靜止流體中不存在切應(yīng)力。（）4.作用在平面上的靜水總壓力的作用點(diǎn)與平面形心重合。（）5.恒定流一定是均勻流。（）6.均勻流中任意過水?dāng)嗝娴男螤詈统叽缪亓鞒滩蛔?。（?.雷諾數(shù)越大，流體越容易出現(xiàn)紊流。（）8.層流的沿程水頭損失與流速的平方成正比。（）9.局部水頭損失主要發(fā)生在管道的轉(zhuǎn)彎、變徑等部位。（）10.總流的動(dòng)量方程只能用于求解流體對固體壁面的作用力。（）四、簡答題（總共3題，每題10分）1.簡述拉格朗日法和歐拉法研究流體運(yùn)動(dòng)的基本思想，并比較它們的優(yōu)缺點(diǎn)。2.什么是理想流體？實(shí)際流體與理想流體有何區(qū)別？在流體力學(xué)研究中引入理想流體概念有什么意義？3.說明恒定總流的能量方程中各項(xiàng)的物理意義，并闡述該方程在工程實(shí)際中的應(yīng)用。五、計(jì)算題（總共2題，每題15分）1.如圖所示，一矩形平板閘門，寬度b=2m，高h(yuǎn)=3m，閘門上緣與水面齊平。求作用在閘門上的靜水總壓力及其作用點(diǎn)位置。2.有一水平放置的等直徑圓管，管長L=100m，管徑d=0.1m，通過流量Q=0.01m3/s，已知水的運(yùn)動(dòng)粘度ν=1.0×10??m2/s。試判斷管中水流的流態(tài)，并計(jì)算沿程水頭損失。答案：一、選擇題1.A2.B3.D4.C5.A6.A7.B8.A9.A10.D二、多項(xiàng)選擇題1.ABCDE2.ABCDE3.ABCD4.ABCDE5.AB三、判斷題1.×2.×3.√4.×5.×6.√7.√8.×9.√10.×四、簡答題1.拉格朗日法著眼于流體中各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況，通過跟蹤每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡來描述流體的運(yùn)動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)是物理概念清晰，缺點(diǎn)是數(shù)學(xué)處理復(fù)雜。歐拉法著眼于流場中各空間點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況，通過描述流場中各點(diǎn)的流速、壓力等物理量隨時(shí)間的變化來研究流體運(yùn)動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)是數(shù)學(xué)處理方便，缺點(diǎn)是物理概念不如拉格朗日法直觀。2.理想流體是指粘性為零的流體。實(shí)際流體具有粘性，而理想流體不考慮粘性。引入理想流體概念可簡化流體力學(xué)問題的分析，先得到理想情況下的結(jié)果，再考慮粘性影響進(jìn)行修正，有助于掌握流體運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律。3.恒定總流能量方程中各項(xiàng)：z為位置水頭，表示單位重量流體相對于基準(zhǔn)面的位置勢能；p/ρg為壓力水頭，表示單位重量流體的壓力勢能；v2/2g為流速水頭，表示單位重量流體的動(dòng)能；hw為水頭損失，表示單位重量流體在流動(dòng)過程中由于阻力而損失的機(jī)械能。該方程在工程中可用于計(jì)算管道、渠道等流體輸送系統(tǒng)中的能量變化，如確定水泵揚(yáng)程、計(jì)算水流通過水輪機(jī)的能量轉(zhuǎn)換等。五、計(jì)算題1.（1）計(jì)算靜水總壓力：作用在閘門上的靜水總壓力F=γhcA，其中γ為水的重度，hc為形心點(diǎn)的淹沒深度，A為閘門面積。hc=h/2=1.5m，A=bh=2×3=6m2，γ=9800N/m3F=9800×1.5×6=88200N（2）計(jì)算作用點(diǎn)位置：作用點(diǎn)位置yc=hc+Jc2/Ayc，其中Jc為閘門對形心軸的慣性矩。Jc=bh3/12=2×33/12=4.5m?，Ayc=6×1.5=9m3yc=1.5+4.52/9×1.5=1.5+1.5=3m作用點(diǎn)在閘門下緣。2.（1）計(jì)算雷諾數(shù)：Re=vd/ν，v=Q/A，A=πd2/4v=0.01/(π×0.12/4)≈1.27m/sRe=1.27×0.1/1.0×10??=127000＞2000，管中水流為紊流