流體力學(xué)背誦吐血總結(jié)保90分

1、 /4 /4nndv第一章名詞解釋流體能夠流動的物體叫流體，如果按照力學(xué)的術(shù)語進(jìn)行定義，則在任何微小的剪切力的作用下都能夠發(fā)生連續(xù)變形的物質(zhì)稱為流體。所以氣體、液體統(tǒng)稱為流體。自由液面液體和氣體的交界稱為自由液面。流體的壓縮性系數(shù)在一定溫度下，單位壓強(qiáng)增量引起的體積變化率，用以衡量流體壓縮性的大小。分離體在運(yùn)動的流體中取一體積為V的一團(tuán)流體作為研究對象，在此稱為分離體。表面力在分離體的表面必然存在分離體以外的其他物體對分離體內(nèi)的流體的作用力，這個力稱為表面力。質(zhì)量力質(zhì)量力是某種力場作用在全部流體質(zhì)點(diǎn)上的力，其大小和流體的質(zhì)量和體積成正比，故稱為質(zhì)量力或體積力。流體的密度單位體積內(nèi)流體所具有的質(zhì)

2、量，表征流體在空間的密集程度。相對密度0標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下流體的密度與4C時純水的密度的比值（pw，為流體的密度，Hw為4C時純水的密度）比體積單位質(zhì)量流體所占的體積，即密度的倒數(shù)（v混合氣體密度的計(jì)算式pa其中i為混合氣體中各組分氣體的密度；i為混合氣體中各組分氣體所占體積的百分比）表面張力表面張力是使液體表面張緊的力，存在液體自由面上，以長度單位邊界線上的拉應(yīng)力來度量，因此也稱為線力。毛細(xì)現(xiàn)象毛細(xì)現(xiàn)象（又稱毛細(xì)管作用）是指液體在細(xì)管狀物體內(nèi)側(cè)，由于內(nèi)聚力與附著力的差異上升或下降的現(xiàn)象。內(nèi)聚力液體分子間相互制約，形成一體的吸引力稱為內(nèi)聚力。附著力當(dāng)液體同固體壁面接觸時，液體分子和固體分子之間的吸引

3、力稱為附著力。流體質(zhì)點(diǎn)在連續(xù)性的假設(shè)中，認(rèn)為構(gòu)成流體的基本單位是流體質(zhì)點(diǎn)。包含有足夠多流體分子的微團(tuán)，在宏觀上流體微團(tuán)的尺度和流動所涉及的物體的特征長度相比充分的小，小到在數(shù)學(xué)上可以作為一個點(diǎn)來處理。而在微觀上，微團(tuán)的尺度和分子的平均自由行程相比又要足夠大。流體的粘性流體流動時產(chǎn)生內(nèi)摩擦力的性質(zhì)稱為流體的粘性。流體運(yùn)動粘度將流體動力粘度與密度的比值定義為運(yùn)動粘度。簡答題流體力學(xué)的基本任務(wù)？建立以及求解描述流體運(yùn)動和平衡的基本方程一般流體力學(xué)的研究對象？氣體和液體流體力學(xué)的研究內(nèi)容？靜力學(xué)和動力學(xué)靜力學(xué)：流體的平衡規(guī)律，及在平衡狀態(tài)下流體和固體的作用力問題。動力學(xué)：流體的運(yùn)動規(guī)律，及在運(yùn)動狀態(tài)下

4、流體和固體的作用力問題。什么是連續(xù)介質(zhì)模型？其適用條件是什么？答：在流體力學(xué)研究中將流體作為由無窮多稠密、沒有間隙的流體質(zhì)點(diǎn)構(gòu)成的連續(xù)介質(zhì)這就是連續(xù)介質(zhì)模型。當(dāng)研究所涉及的物體的特征長度與分子的平均自由行程相比足夠大時才適用。簡述影響粘性的因素。一、液體分子間的引力，當(dāng)流體微團(tuán)發(fā)生相對運(yùn)動時，必須克服相鄰分子間的引力；二、流體分子的熱運(yùn)動，當(dāng)流體層之間作相對運(yùn)動時，由于分子的熱運(yùn)動，使流體層之間產(chǎn)生質(zhì)量交換。簡述固體和流體特征差異（1）靜止?fàn)顟B(tài)下，固體能同時承受剪切應(yīng)力和法向應(yīng)力，而流體僅能承受法向應(yīng)力。（2）在力的作用下發(fā)生變形，固體的變形量和作用力的大小成正比，而流體則是角變形速度和剪切應(yīng)

5、力有關(guān)。（3）當(dāng)作用力停止作用時，固體可以恢復(fù)原來的形狀，而流體只能停止變形，而不能返回原來的位置。什么是流體的壓縮性和膨脹性？答流體在一定的溫度下壓強(qiáng)增大，體積減少；在壓強(qiáng)一定時，溫度變化體積也要發(fā)生相應(yīng)的變化。所有流體都具有這種特性，流體的這種性質(zhì)稱為流體的壓縮性和膨脹性。舉例說明怎么樣確定流體是可壓縮的或是不可壓縮的。答流體的可壓縮性要是具體情況而定。例如在研究水下爆炸、普通中的水擊和柴油機(jī)高壓油管中柴油的流動過程時，由于壓強(qiáng)變化比較大，而且過程變化非常迅速，必須考慮壓強(qiáng)對密度的影響，即要把液體作為可壓縮流體來處理。又如，用管道輸送煤氣時，由于流動過程中壓強(qiáng)對溫度的變化都很小，其密度變化

6、很小，可作為不可壓縮流體來處理。簡述連續(xù)介質(zhì)模型內(nèi)容將流體作為由無窮多稠密，沒有間隙的流體質(zhì)點(diǎn)構(gòu)成的連續(xù)介質(zhì)。簡述流體粘性的含義流體在流動時產(chǎn)生內(nèi)摩擦力的性質(zhì)稱為流體的粘性影響粘性的因素流體分子間的引力，流體分子的熱運(yùn)動流體粘性所產(chǎn)生的兩種效應(yīng)流體內(nèi)部各流體微團(tuán)之間會產(chǎn)生粘滯力；流體將粘附于它所接觸的固體表面。流體相對運(yùn)動時，層間內(nèi)摩擦力的大小與接觸面積、速度梯度成正比，與流體種類及溫度有關(guān)，與接觸面上的壓力無關(guān)。第二章名詞解釋流體靜力學(xué)基本方程及適用條件Z+p/pg=C適用于不可壓縮重力流體平衡狀態(tài)?？倓菽躳/pg單位重力作用下流體的壓強(qiáng)勢能，位勢能和壓強(qiáng)勢能之和稱為總勢能。流體靜力學(xué)基本方

7、程的物理意義當(dāng)連續(xù)不可壓縮的重力流體處于平衡狀態(tài)時，在流體中的任意點(diǎn)上，單位重力下流體的總勢能為常數(shù)。流體靜力學(xué)基本方程的幾何意義不可壓縮的重力流體處于平衡狀態(tài)時，靜水頭線或者計(jì)示靜水頭線為平行于基準(zhǔn)面的水平線。流體靜壓強(qiáng)的傳遞現(xiàn)象（帕斯卡原理）均值不可壓縮的重力流體處于平衡狀態(tài)時，自由液面上的壓強(qiáng)p0對內(nèi)部任意點(diǎn)上的影響是同樣的，即施加于自由液面的壓強(qiáng)，將以同樣的大小傳遞到液體內(nèi)部任意點(diǎn)上。絕對壓強(qiáng)以絕對真空為基準(zhǔn)度量的壓強(qiáng)稱為絕對壓強(qiáng)，用P表示。計(jì)示壓強(qiáng)以大氣壓為基準(zhǔn)度量的壓強(qiáng)稱為計(jì)示壓強(qiáng)或相對壓強(qiáng)，用P表示。真空狀態(tài)和真空當(dāng)被測流體的絕對壓強(qiáng)低于大氣壓時，測得的計(jì)示壓強(qiáng)為負(fù)值，此時，稱該

8、流體處于真空狀態(tài)。負(fù)的表壓強(qiáng)稱為真空，用P表示。靜壓強(qiáng)當(dāng)流體處于平衡或相對平衡狀態(tài)時，作用在流體上的應(yīng)力只有法向應(yīng)力而沒有切向應(yīng)力，此時,流體作用面上負(fù)的法向應(yīng)力就是靜壓強(qiáng)p,即:八浮體流體力學(xué)中將部分沉浸在液體中的物體稱為浮體。潛體全部沉浸在液體中的物體稱為潛體。沉體沉入液體底部固體表面的物體稱為沉體。簡答題歐拉平衡微分方程pdx1dppdy1dppdz4.流體靜壓強(qiáng)有哪兩個特性？.j計(jì)矛1:壓強(qiáng)r真空絕對壓強(qiáng)幾何意義。寫出流體靜力學(xué)基本方程的幾種表達(dá)式，說明流體靜力學(xué)基本方程的適用范圍以及物理意義、z+p/pg=cZ+P/pg=z2+p2/pg適用范圍：適用于不可壓縮重力流體平衡狀態(tài)。物理

9、意義：當(dāng)連續(xù)不可壓縮的重力流體處于平衡狀態(tài)時，在流體中的任意點(diǎn)上，單位重力下流體的總勢能為常數(shù)。幾何意義：不可壓縮的重力流體處于平衡狀態(tài)時，靜水頭線或者計(jì)示靜水頭線為平行于基準(zhǔn)面的水平線。什么是絕對壓強(qiáng)、計(jì)示壓強(qiáng)和真空？他們之間有什么關(guān)系？絕對壓強(qiáng)：以絕對真空為基準(zhǔn)度量的壓強(qiáng)稱為絕對壓強(qiáng)，用p表示。計(jì)示壓強(qiáng)：以大氣壓為基準(zhǔn)度量的壓強(qiáng)稱為計(jì)示壓強(qiáng)或相對壓強(qiáng)，用p表示。真空：負(fù)的表壓強(qiáng)稱為真空，用p表示。e流體靜壓強(qiáng)的作用方向沿作用面的內(nèi)法線方向。在靜止流體中的任一點(diǎn)上，來自任意方向上的靜壓強(qiáng)都是相等的。什么是靜壓強(qiáng)？它的表達(dá)式為？作用在靜止流體單位面積上的力為靜壓強(qiáng)。Pn=dF/dA=Pnn第三

10、章名詞解釋定常流動將流場中流動參數(shù)均不隨時間發(fā)生變化的流動稱為常定流動非常定流動將流場中流動參數(shù)均隨時間改變的流動稱為非常定流動三維流動在直角坐標(biāo)系中，若流動參數(shù)是x、y、z三個坐標(biāo)的函數(shù)，稱這種流動為三維流動二維流動在直角坐標(biāo)系中，若流動參數(shù)是x、y兩個坐標(biāo)的函數(shù)，稱這種流動為二維流動一維流動在直角坐標(biāo)系中，若流動參數(shù)是x一個坐標(biāo)的函數(shù)，稱這種流動為一維流動簡答題能量守恒定律的內(nèi)容是什么？系統(tǒng)內(nèi)的流體能量在流動過程中的時間變化率等于質(zhì)量力功率、表面力功率和系統(tǒng)在單位時間內(nèi)與外界交換熱量之和。試描述理想流體微元流束伯努利方程中各項(xiàng)的物理意義和幾何意義，并說明方程的適用范圍。答：V/2g+z+p

11、/Pg=H適用于理想不可壓縮的重力流體作一維定常流動時的一條流線或者一個微元流管上。幾何意義：理想不可壓縮的重力流體作一維定常流動時，沿任意流線或者微元流束，單位重量流體的速度水頭、位置水頭、壓強(qiáng)水頭之和為常數(shù)，即總水頭線為平行于基準(zhǔn)面的水平線。物理意義：v/2g:單位質(zhì)量流體的動能gz：位置勢能p/P：壓強(qiáng)勢能什么是跡線及其微分方程？流體質(zhì)點(diǎn)在流場中運(yùn)動時，由一點(diǎn)到另一點(diǎn)所描繪出的軌跡稱為跡線，跡線是拉格朗日法的研究內(nèi)容。流線的含義？流線是流場中某一瞬時的光滑曲線，該曲線上的流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動方向均和該曲線相切。什么是流束、微元流束？充滿流管的一束流體稱為流束，截面積無窮小的流束為微元流束。緩變

12、流和急變流的定義流束內(nèi)流線的夾角很小，流線的曲率半徑很大，近乎平行直線的流動，稱為緩變流，否則為急變流。流體在直管道內(nèi)的流動為緩變流，在管道截面積變化劇烈、流動方向發(fā)生改變的地方，如突擴(kuò)管、突縮管、彎管、閥門等處的流動為急變流。什么是濕周、水力半徑、當(dāng)量直徑？在總流的有效截面上，流體與固體壁面的接觸長度稱為濕周?？偭鞯挠行Ы孛娣e和濕周之比定義為水力半徑。與圓形管道相比，非圓形管道的當(dāng)量直徑用4倍的水力半徑表示。簡述流線具有的重要性質(zhì)：（1）在定常流動中流線不隨時間改變其位置和形狀，流線和跡線重合。而在非定常流動中，由于各空間點(diǎn)上速度隨時間變化，流線的形狀和位置是在不停地變化的；（2）流線不能彼

13、此相交和折轉(zhuǎn)，只能平滑過渡，在流場中的同一空間點(diǎn)上，只有一條流線通過；（3）流線密集的地方流體流動的速度大，流線稀疏的地方流動速度小。試分析流線和跡線的區(qū)別：流線是流場中瞬時曲線，描述的是某一瞬時處在該曲線上的眾多流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動方向；跡線則是和時間過程有關(guān)的曲線，描述的是一個流體質(zhì)點(diǎn)在一段時間內(nèi)由一點(diǎn)運(yùn)動到另一點(diǎn)的軌跡。第四章名詞解釋重力相似準(zhǔn)則兩種流動的重力作用相似，它們的弗勞德數(shù)必定相等，即Fr=Fr，反之亦然。這就是重力相似準(zhǔn)則，又稱弗勞德準(zhǔn)則黏性力相似準(zhǔn)則兩種流動的黏性力作用相似，它們的雷諾數(shù)必定相等，即Re=Re，反之亦然。這就是黏性力相似準(zhǔn)則，又稱雷諾準(zhǔn)則。壓力相似準(zhǔn)則兩種流動的壓

14、力作用相似，它們的歐拉數(shù)必定相等，即Eu=Eu,反之亦然，這就是壓力相似準(zhǔn)則，又稱歐拉準(zhǔn)則。彈性力相似準(zhǔn)則兩種流動的彈性力作用相似，它們的柯西數(shù)必定相等，即Ca=Ca,反之亦然。這就是彈性力相似準(zhǔn)則，又稱柯西準(zhǔn)則。表面張力相似準(zhǔn)則兩種流動的表面張力作用相似，它們的韋伯?dāng)?shù)必定相等，即We=We,反之亦然。這就是表面張力作用相似準(zhǔn)則，又稱韋伯準(zhǔn)則。非定常性相似準(zhǔn)則兩種非定常流動相似，它們的斯特勞哈爾數(shù)必定相等，即Sr=Sr，反之亦然。這就是非定常相似準(zhǔn)則，又稱斯特勞哈爾準(zhǔn)則。幾何相似幾何相似是指模型和原型的全部對應(yīng)線性長度的比值為一定常數(shù)。簡答題常用的相似準(zhǔn)則數(shù)有哪些？分別闡述每個準(zhǔn)則數(shù)的物理意義

15、。弗勞德數(shù)：其物理意義為慣性力與重力的比值雷諾數(shù)：其物理意義為慣性力與黏性力的比值歐拉數(shù)：其物理意義為總壓力與慣性力的比值柯西數(shù)：其物理意義為慣性力與彈性力的比值韋伯?dāng)?shù)：其物理意義為慣性力與表面張力的比值斯特勞哈爾數(shù)：其物理意義為當(dāng)?shù)貞T性力與遷移慣性力的比值表征流動過程的物理量按其性質(zhì)能分幾類？哪三類？答：三類描述幾何形狀的，如從長度，面積，體積等；描述運(yùn)動狀態(tài)的，如速度，加速度，體積流量等；描述動力特征的，如質(zhì)量力，表面力，動量等。幾何相似，流動力學(xué)相似，動力相似，運(yùn)動相似之間有何關(guān)聯(lián)？答：流動力學(xué)相似的前提條件是幾何相似，主導(dǎo)因素是動力相似，運(yùn)動相似則是幾何相似和動力相似的表象。第五章名詞

16、解釋邊界層黏性流體流經(jīng)固體壁面時，在固體壁面法線方向上存在一速度急劇變化的薄層，稱為邊界層。管道進(jìn)口段邊界層相交以前的管段稱為管道進(jìn)口段（或稱起始段），其長度以L*表示。粘性底層緊貼壁面有一因壁面限制而脈動消失的層流薄層，其粘滯力使流速使流速急劇下降，速度梯度較大，這一薄層稱為粘性底層。串聯(lián)管道由不同管徑和不同粗糙度的管段串聯(lián)在一起組成的管道并聯(lián)管道：由不用管徑、不同粗糙度和不同長度管段并聯(lián)在一起組成的管道分支管道工程中將支流或者匯流的管道稱為分支管道管網(wǎng)有若干管段環(huán)路相連組成的管道水擊現(xiàn)象當(dāng)管道中的閥門突然關(guān)閉時，以一定壓強(qiáng)流動的水由于受阻流速突然降低，壓強(qiáng)突然升高。突然升高的壓強(qiáng)迅速的向上

17、游傳播，并在一定條件下反射回來，產(chǎn)生往復(fù)波動而引起管道震動，這就是水擊現(xiàn)象。二、簡答題何謂普朗特混合長理論？根據(jù)這一理論紊流中的切應(yīng)力應(yīng)如何計(jì)算？沿流動方向和垂直于流動方向上的脈動速度都與時均速度的梯度有關(guān)。什么是水力光滑管與水力粗糙管？與哪些因素有關(guān)？當(dāng)粘性底層厚度大于管壁的粗糙突出部分時，粘性底層完全淹沒了管壁的粗糙突出部分。這時紊流完全感受不到管壁粗糙度的影響，流體好像在完全光滑的管子中流動一樣。這種情況的管內(nèi)流動稱作“水力光滑”。當(dāng)粘性底層厚度小于管壁的粗糙突出部分時，管壁的粗糙突出部分有一部分或大部分暴露在紊流區(qū)中，當(dāng)流體流過突出部分時，將產(chǎn)生漩渦，造成新的能量損失，管壁粗糙度將對紊

18、流產(chǎn)生影響。這種情況的管內(nèi)紊流稱作“水力粗糙”。對于同樣的管子，其流動處于水力光滑或水力粗糙取要看雷諾數(shù)的大小。黏性流體總體的伯努利方程及適用條件？黏性流體總體的伯努利方程：適用條件：流動為定常流動；流體為黏性不可壓縮的重力流體；列方程的兩過流斷面必須是緩變流截面，而不必顧及兩截面間是否有急變流。什么是沿程損失和局部損失？分別怎么計(jì)算？沿程損失是發(fā)生在緩變流整個流程中的能量損失，是由流體的粘滯力造成的損失。單位重力作用下流體的沿程損失可用達(dá)西一魏斯巴赫公式計(jì)算，即hf=Nv2/d2g局部損失發(fā)生在流動狀態(tài)急劇變化的急變流中，單位重力作用下流體流過某個局部件時，產(chǎn)生的能量損失hj=Ev2/2g簡

19、述雷諾數(shù)公式Recr=vcrd/v注:Recr下臨界雷諾數(shù)，ver臨界速度，d管子直徑，v流體運(yùn)動黏度對于非原形截面管道，可用下式計(jì)算雷諾數(shù):Re=vL/vl式中，L為過流斷面的特征長度，該數(shù)值應(yīng)采用當(dāng)量直徑de試從流動特征、速度分布、切應(yīng)分布以及水頭損失等方面來比較圓管中的層流和紊流特性。流動特征：層流流動：微通道和速度低、黏性大。紊流流動具體三個特征：流體質(zhì)點(diǎn)相互摻混，做無定向、無規(guī)則的運(yùn)動，運(yùn)動要素具有隨機(jī)性；紊流質(zhì)點(diǎn)間的相互碰撞，導(dǎo)致流體質(zhì)點(diǎn)間進(jìn)行劇烈的質(zhì)量、動量、熱量等物理量的輸運(yùn)、交換、混合等；除黏性消耗一部分能量外，紊流附加切應(yīng)力會引起更大的耗能。不同。在靠近管軸的大部分區(qū)域內(nèi)，流體質(zhì)點(diǎn)的橫向脈動使層流間進(jìn)行的動量交換較為劇烈，速度趨為均勻，速度梯