2025年大學(xué)氣體動力學(xué)（氣體流動）期中測試卷

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______一、選擇題（總共10題，每題3分，每題只有一個正確答案，請將正確答案填寫在括號內(nèi)）1.氣體動力學(xué)中，以下關(guān)于連續(xù)介質(zhì)假設(shè)的說法正確的是（）A.氣體由大量分子組成，分子間有間隙，所以不能視為連續(xù)介質(zhì)B.在宏觀研究氣體流動時，可將氣體視為連續(xù)介質(zhì)，不考慮分子間間隙C.只有在低速氣體流動中，才能將氣體視為連續(xù)介質(zhì)D.連續(xù)介質(zhì)假設(shè)只適用于理想氣體2.一維定常等熵流動中，流速v與滯止參數(shù)v的關(guān)系是（）A.v>vB.v<vC.v=vD.不確定3.對于完全氣體，聲速c與氣體狀態(tài)參數(shù)的關(guān)系為（）A.c=√(γRT)B.c=√(RT)C.c=γRTD.c=RT4.氣體在管道中流動，當(dāng)馬赫數(shù)Ma=1時，流動處于（）A.亞聲速流動B.超聲速流動C.臨界流動D.不確定5.以下哪種流動狀態(tài)下，氣體的密度會發(fā)生變化（）A.等熵流動B.等溫流動C.超聲速流動D.以上都有可能6.氣體動力學(xué)中，駐點(diǎn)處的馬赫數(shù)為（）A.0B.1C.∞D(zhuǎn).不確定7.對于一維定常絕熱流動，總焓h0（）A.沿流動方向增大B.沿流動方向減小C.沿流動方向不變D.不確定8.超聲速氣流繞外凸壁面流動時，會出現(xiàn)（）A.膨脹波B.壓縮波C.激波D.不確定9.激波的主要特性不包括（）A.波前波后參數(shù)發(fā)生突躍變化B.熵增C.機(jī)械能損失D.流動方向不變10.氣體在管道中作絕熱流動，當(dāng)管道截面積減小時，流速（）A.增大B.減小C.不變D.不確定二、多項(xiàng)選擇題（總共5題，每題5分，每題有兩個或兩個以上正確答案，請將正確答案填寫在括號內(nèi)，少選、多選、錯選均不得分）1.氣體動力學(xué)的研究內(nèi)容包括（）A.氣體流動的基本規(guī)律B.氣體與物體的相互作用C.氣體的熱物性D.氣體的化學(xué)組成2.以下屬于氣體動力學(xué)基本方程的有（）A.連續(xù)性方程B.能量方程C.狀態(tài)方程D.動量方程3.馬赫數(shù)Ma與氣體流動狀態(tài)的關(guān)系正確的是（）A.Ma<1為亞聲速流動B.Ma>1為超聲速流動C.Ma=1為臨界流動D.Ma=0為靜止?fàn)顟B(tài)4.超聲速氣流繞內(nèi)凹壁面流動時，會產(chǎn)生（）A.膨脹波B.壓縮波C.激波D.不確定5.對于一維定常等熵流動，以下說法正確的是（）A.流速v沿流動方向變化B.壓力p沿流動方向變化C.密度ρ沿流動方向變化D.總溫T0不變?nèi)?、判斷題（總共10題，每題2分，請判斷對錯，在括號內(nèi)打“√”或“×”）1.氣體動力學(xué)中，連續(xù)介質(zhì)假設(shè)是不必要的。（）2.聲速是氣體動力學(xué)中的一個重要參數(shù)，它只與氣體的溫度有關(guān)。（）3.馬赫數(shù)越大，氣體流動的可壓縮性越明顯。（）4.等熵流動中，氣體的熵保持不變。（）5.超聲速氣流通過激波后，流速會減小。（）6.一維定常絕熱流動中，總壓p0沿流動方向不變。（）7.氣體在管道中作絕熱流動時，管道截面積增大，流速一定增大。（）8.激波是一種強(qiáng)壓縮波，波前波后參數(shù)變化劇烈。（）9.對于完全氣體，比熱比γ是一個常數(shù)。（）10.氣體動力學(xué)只研究理想氣體的流動。（）四、簡答題（總共3題，每題10分）1.簡述連續(xù)介質(zhì)假設(shè)的意義以及在氣體動力學(xué)中的應(yīng)用。2.推導(dǎo)一維定常等熵流動中流速v與馬赫數(shù)Ma的關(guān)系。3.說明激波的形成條件和特點(diǎn)。五、計(jì)算題（總共2題，每題15分）1.已知某氣體在管道中作一維定常絕熱流動，初始狀態(tài)參數(shù)為p1=1MPa，T1=300K，流速v1=100m/s。管道某截面處的馬赫數(shù)Ma2=0.5，求該截面處的壓力p2、溫度T2和流速v2。（已知?dú)怏w比熱比γ=1.4）2.超聲速氣流以Ma1=2進(jìn)入一擴(kuò)張管道，管道出口馬赫數(shù)Ma2=3。求氣流在管道進(jìn)出口處的壓力比p2/p1和溫度比T2/T1。（已知?dú)怏w比熱比γ=1.4）答案：一、選擇題1.B2.B3.A4.C5.D6.A7.C8.A9.D10.A二、多項(xiàng)選擇題1.AB2.ABD3.ABCD4.BC5.ABCD三、判斷題1.×2.×3.√4.√5.√6.×7.×8.√9.√10.×四、簡答題1.連續(xù)介質(zhì)假設(shè)意義：將氣體視為由無數(shù)連續(xù)分布的流體質(zhì)點(diǎn)組成，忽略分子間隙，使宏觀研究氣體流動成為可能。在氣體動力學(xué)中應(yīng)用廣泛，如基于此假設(shè)建立連續(xù)性方程、能量方程等基本方程，用于分析氣體流動規(guī)律，求解流速、壓力、密度等參數(shù)變化。2.由能量方程h0=h+v2/2，對于完全氣體h=cpT，h0=cpT0，可得cpT0=cpT+v2/2，即T0=T+v2/(2cp)。又c=√(γRT)，Ma=v/c，聯(lián)立可得v=Ma√(γRT)。3.形成條件：超聲速氣流遇到壓縮性障礙物，氣流速度突然減小，壓力、密度等參數(shù)突然增大形成激波。特點(diǎn)：波前波后參數(shù)突躍變化，熵增，機(jī)械能損失，氣流通過激波后速度方向改變，流動狀態(tài)發(fā)生劇烈變化。五、計(jì)算題1.首先求滯止參數(shù)：-滯止溫度T01=T1+v12/(2cp)，cp=γR/(γ-1)，R=8314/γM（M為氣體分子量，此處未提及，假設(shè)為通用氣體常數(shù)計(jì)算），T01=300+1002/(Cvγ)（Cv為定容比熱，Cv=cp/γ），計(jì)算得T01=305.4K。-滯止壓力p01=p1(T01/T1)^(γ/(γ-1))=1×(305.4/300)^(1.4/(1.4-1))=1.07MPa。-由Ma2=0.5，可得T2=T01/(1+(γ-1)Ma22/2)=305.4/(1+0.4×0.52/2)=303.2K。-p2=p01(1+(γ-1)Ma22/2)^(-γ/(γ-1))=1.07×(1+0.4×0.52/2)^(-1.4/(1.4-1))=0.94MPa。-v2=Ma2√(γRT2)=0.5√(1.4×287×303.2)=173.2m/s。2.由等熵流動關(guān)系：-p2/p1=(1+(γ-1)Ma12/2)^(-γ/(γ-1))/(1+(γ-1)Ma22/2)^(-γ/(γ-1))=(1+0.4×22/2)^(-1.4/(1.4-1))/(1+0.4×32/2)^(-1.4/(1.4-