2025年大學本科大一（船舶與海洋工程）船舶流體力學階段測試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題，共40分）答題要求：每題只有一個正確答案，請將正確答案的序號填在括號內(nèi)。(總共10題，每題4分)w1.船舶流體力學中，研究流體在管道中流動時，以下哪種參數(shù)與流體黏性無關(guān)？（）A.雷諾數(shù)B.沿程阻力系數(shù)C.局部阻力系數(shù)D.流速w2.對于船舶航行時所受的興波阻力，以下說法正確的是（）A.與船速的平方成正比B.與船型無關(guān)C.只在高速航行時存在D.隨著船速降低而增大w3.當船舶在水中靜止時，船底所受的靜水壓力分布規(guī)律是（）A.隨深度線性增加B.隨深度非線性增加C.與深度無關(guān)D.先增加后減小w4.船舶流體力學中，描述流體微團運動的基本方程是（）A.連續(xù)性方程B.伯努利方程C.歐拉方程D.納維-斯托克斯方程w5.以下哪種現(xiàn)象不屬于黏性流體的流動特性？（）A.邊界層分離B.卡門渦街C.層流D.理想流體的無旋流動w6.船舶在淺水中航行時，與在深水中相比，興波阻力會（）A.減小B.不變C.增大D.先減小后增大w7.對于船舶的橫搖運動，主要受到哪種流體作用力的影響？（）A.興波阻力B.粘性阻力C.波浪的升沉力D.波浪的橫蕩力導致的橫搖力矩w8.流體力學中，用來描述流體壓縮性的物理量是（）A.密度B.體積彈性模量C.動力黏度D.運動黏度w9.船舶航行時，螺旋槳工作產(chǎn)生的推力主要是通過改變哪種流體參數(shù)來實現(xiàn)的？（）A.流體的流速B.流體的壓力C.流體的密度D.流體的黏性w10.當船舶從淡水駛?cè)牒Ｋ畷r，船舶所受的浮力會（）A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小第II卷（非選擇題，共60分）w11.（10分）簡述船舶流體力學中邊界層的概念及其厚度的影響因素。w12.（10分）寫出船舶興波阻力的表達式，并說明各參數(shù)的物理意義。w13.（10分）在船舶流體力學中，如何通過實驗方法測量黏性流體的黏性系數(shù)？請簡要說明實驗原理和步驟。w14.（15分）材料：一艘小型船舶在平靜的湖面上以一定速度勻速航行。已知船的排水量為50噸，船速為10m/s。湖水密度為1000kg/m3。問題：求船舶航行時所受的浮力大小，并分析浮力產(chǎn)生的原因。w15.（15分）材料：隨著船舶技術(shù)的發(fā)展，船舶的航速不斷提高。在高速航行時，興波阻力成為船舶總阻力的主要組成部分。某船舶設計團隊為了降低興波阻力，對船型進行了優(yōu)化設計。問題：請分析船型優(yōu)化設計降低興波阻力的原理，并舉例說明可能采取的設計措施。答案：w1.Dw2.Aw3.Aw4.Dw5.Dw6.Cw7.Dw8.Bw9.Aw10.Cw11.邊界層是指在固體表面附近，由于流體黏性的作用，流速從固體表面處的零值逐漸增大到與主流速度相等的薄層。邊界層厚度的影響因素主要有：流體的黏性系數(shù)，黏性越大邊界層越厚；主流速度，速度越大邊界層越??；物體表面的粗糙度，粗糙度越大邊界層越厚。w12.船舶興波阻力表達式：$R_w=\frac{1}{2}\rhoU^2SC_w$，其中$\rho$是流體密度，$U$是船速，$S$是船舶濕表面積，$C_w$是興波阻力系數(shù)。w13.測量黏性流體黏性系數(shù)常用的實驗方法是毛細管黏度計法。實驗原理基于泊肅葉公式，通過測量一定體積的流體在毛細管中流動的時間來計算黏性系數(shù)。步驟：準備好毛細管黏度計，將待測流體注入黏度計，記錄流體流過一定刻度所需時間，根據(jù)黏度計的相關(guān)參數(shù)和流體密度，利用公式計算黏性系數(shù)。w14.根據(jù)阿基米德原理，浮力大小等于排開液體的重力。已知船的排水量為50噸，即排開湖水的質(zhì)量$m=50\times10^3kg$，重力加速度$g=9.8m/s^2$，則浮力$F=mg=50\times10^3\times9.8=4.9\times10^5N$。浮力產(chǎn)生的原因是船舶浸入水中，上下表面存在壓力差，下表面壓力大于上表面壓力，從而產(chǎn)生向上的浮力。w15.船型優(yōu)化設計降低興波阻力的原理是通過改變船的形狀，使船舶在航行時產(chǎn)生的波浪形態(tài)更加合理，減少