内容发布更新时间 : 2024/5/9 3:56:23星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

工程流体力学试卷08091E

一、 简答题（每题5分，共10分）

1. 说明单位和量纲的关系。

2. 不可压缩粘性流体恒定总流的Bernoulli方程中水头损失hw的类型、产生的原因及其计算的一般表达式？

二、 计算分析题（每题10分，共50分）

1. 如图1所示旋转圆筒粘度计，外筒固定，内筒由同步电机带动旋转，内外筒间充入实验液体。已知内筒半径r1=1.93 cm，外筒半径r2 = 2 cm，内筒高h=7cm，实验测得内筒转速n＝10 r/min，转轴上扭矩M=0.0045 N·m。试求该实验液体的粘度（筒端部不考虑）。

图1

2. 设有一水平圆柱体，如图2所示。已知圆柱体左侧水的自由表面与圆柱体最高部分的标高相一致，圆柱体直径d＝4m，斜壁面与水平面成的角度，圆柱体右侧为大气。试求作用在圆柱体单宽（b=lm）上的静水总压力大小。

图2

3. 以直径d=0.1m的引水管从水库中引水，如图3所示，水流为恒定流（水库很大，假定水库水面不变），在忽略损失的条件下，求管中流量。

图3

4. 设有水平放置的弯管如图4，转角为?，断面面积为A，测得1和2断面的压力分别为Pl、P2，管中流量为Q。试表述水流对弯管的作用力。

图4

5. 已知

试求该流动的速度势函数和流函数。

三、 应用题（每题20分，共40分）

1. 高尔夫球运动起源于15世纪的苏格兰，当时人们认为表面光滑的球飞行阻力小，因此用皮革制球，职业球手一杆只能打40多米远。后来发现用旧了的表面有许多划痕的球反而比新球打得更远，这使人们迷惑不解，直到20世纪建立流体力学边界层理论后，这个谜题才得以揭开。现在的高尔夫球表面做成了许多凹坑，一杆可以打到200多米，飞行阻力降低到同样大小的光滑球的1/5左右。 （1）请说出边界层的基本特征；

（2）要使高尔夫球飞得更远，应该表面光滑还是粗糙，为什么？请应用边界层的理论知识解释你的结论。

2. 容器壁上开一孔口，流体经孔口出流的水力现象称为孔口出流。孔口出流时，作用于孔口的水头如果是维持不变的，则流体的流速，压力等物理量都将不随时间而改变，流体的运动将是恒定流，如图5所示。求薄壁小孔口的恒定自由出流收缩断面C-C的流速VC及孔口出流流量Q的计算公式。

图5