水力學-中國某大學近三年（2018-2021）碩士研究生招生考試自命題科目考試試題

中國海洋大學2018年碩士研究生招生考試試題

科目代碼：845科目名稱：水力生

一、概念題（共5題，每題3分，合計15分）

］．連續(xù)介質假定

2．帕斯灼定律

3.孔口自由出流

4．明渠流

fi.斷面比能

二、簡答題（共5題，每題6分，合計30分）

l．描述液體運動的兩種方法是什么？它們的上要區(qū)別是什么？

2．雷諾數(shù)與哪些因素有關？其物理意義是什么？對千圓管，當管道輸水流社和

水溫一定時，隨管徑的增大，雷諾數(shù)如何變化，為什么？

3．圓管層流和紊流粗糙區(qū)時的沿程水頭損失分別與速度的t次方和二次方成正

比，而兩種流態(tài)下都能應用達西公式計算沿程水頭損失，它們是否矛店？為什

么？

l．明渠均勻流有哪些特性？

5．棱柱體渠道中發(fā)生非均勻流時，在i<i的渠道中只能發(fā)生緩流，在;>1的渠

道中只能發(fā)生急流，這種說法對否？為什么？

三、計絆題（共5小題，每題15分，共計75分）

l．設有－鉛直放置的水平底邊矩形閘門，如鉗1所示。已知閘門點度H2m,寬

度h=3m,閘門上緣到自由表面的距離h1=lm。試用繪制壓強分布圖的方法和解

析法分別求解作用f閘門的靜水總壓力。

特別提醒：答案必須寫在答題紙上，若寫在試卷或草稿紙上無效。

共4頁第1頁

P。丁立＾

',A

圖l

2．管路中一段水平放鈕的等截面彎管，肖徑d為200mm,彎角為45°（圖2）。

管中I-l斷面的平均流速l'1=4mS,其形心處的相對壓強p1=I個大氣壓。若不計

管流的水頭損失，求水流對彎管的作用力凡與Ry（坐標軸x與y如OO2所示）。

y

l

長

。又：

困2

3.圖3所示為·會跨河倒虹吸圓管，管徑d=0.8m,長/=50m,兩個30折角、

進口和出口的屈部水頭損失系數(shù)分別為C,0.2,C2=0.5,(3=1.0,沿程水頭損

失系數(shù)人＝0.024,上下游水位差H=3m。若上下游流速水頭忽略不計，求通過倒

虹吸管的流牡Q。

特別提醒：答案必須寫在答題紙上，若寫在試卷或草稿紙上無效。

共4頁第2頁

％「廠

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一戶、一~．廠飛讓一

入

4.H

Etl昌

名-A-

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I嚴；二平

t-L

Ill

圖3

4．某溢流壩（圖4)下收縮斷面處水深hc=l.lm,已知單寬流扯q=14.72m2/s,

當壩下游水深h,=4.7m時，

1)求對應收縮斷面處水深九的躍后水深hc?;

2)壩下游發(fā)生何種形式的水躍？是否需要修建消能工？

1,,,

圖4

5.已知有一液流

ky

u=-

<x-2.+y2

kx

u=

Ix-2.+y2

u_=0

試分析液體運動的特征：

(1)是恒定流還是非恒定流？

(2)液體質點有無變形運動？

(3)液體微團有無旋轉運動？

(4)求其流線方程式。

--．一一一一一--．一一一一一一一一一一一．一一一一一---一一疇吻一~竺-----今--平---一------一．一一一------＿響----畸一多多··_＿＿＿__＿··__＿．---呻會會一·-－··竺····礙__＿＿＿＿＿＿＿＿_-－--－多--

特別提醒：答案必須寫在答題紙上，若寫在試卷或草稿紙上無效。

共4頁第3頁

四、證明題（共1題，合計30分）

au,如6lI二

證明不可壓縮流體的連續(xù)性方程為：—－＋－-＋－-=0。

ax句，和

特別提醒：答案必須寫在答題紙上，若寫在試卷或草稿紙上無效。

共4頁第4頁

夕

中國海洋大學2019年碩士研究生招生考試試題

科目代碼：845科目名稱：水九生

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

一、判斷題（每題1分，共10分）

1、理想液體就是不考慮粘滯性的實際不存在的理想化的液體。()

么粘滯性是引起液流運動能世損失的根本原因。

3、液體中矩形斜面板所受靜水總壓力的作用點與受壓面的形心點0重合。()

、

(((((((丿

4、層流的沿程水頭損失系數(shù)僅與雷諾數(shù)有關。

、

5、園管中層流的雷諾數(shù)必然大于3000。丿、丿、丿）））

6、漸變流過水斷面上各點的測壓管水頭都相同。

7、明槽水流的急流和緩流是用Fr判別的，當Fr>］為急流。

8、水流總是從機械能大的地方向機械能小的地方流動。

9、閘孔出流的流量與閘前水頭的1/2次方成正比。

10、達西定律適用千所有的滲流。

二、簡答題（每題5分，共20分）

1、什么是恒定流與非恒定流？自然界是否存在恒定流？

2、什么是局部水頭損失？它是如何產生的？

3、雷諾數(shù)和佛汝德數(shù)的物理意義是什么？它們反映的是液體什么性質？

4、簡述明渠均勻流形成的條件是什么？等直徑圓管有壓流能否形成均勻流？

特別提醒：答案必須寫在答題紙上，若寫在試卷或草稿紙上無效。

共5頁第1頁

三、作圖題（每題5分，共15分）

l、繪出下圖所示的曲面AB的壓力體圖，并標出靜水總壓力垂直分址的方向。

_l

-

2、定性繪出圖示恒定有壓管流的總水頭線和測壓管水頭線。

V。=0

3、定性繪制如圖所示的棱柱體渠道水面線，并標明線型（僅繪出一種可能的型

式即可）

4<iL'

I.<.l.,i>i

2“L2

（注：圖中iC為臨界坡度）

特別提醒：答案必須寫在答題紙上，若寫在試卷或草稿紙上無效。

共5頁第2頁

四、計算題（共5題，每題15分，共75分）

I.壓力管道的進口處裝有矩形平板閘門，長L為1.8m,寬b為2.5m,閘門重為

1860N,傾角a為75°'閘門與門槽之間摩擦系數(shù)J為0.35,求啟動閘門所需的

拉力。

15...00

計算題l

2.乎底矩形渠道中有一平板閘門（如圖所示），水面以下門高a=3.2m,門與渠

道同寬b=4m。當流景Q=16m3Is時，閘前水深H=4m,閘后收縮斷面水深

he=0.Sm,不計摩擦力。取動量修正系數(shù)］．0。求作用在閘門上的動水總壓力。

a

H

i=O

計算題2

---------------------------------------------······-----------·-----------------------__＿＿＿_＿＿---－－－－．－－－－－－－－．一一一一一一呻一一一一一一一一一一一一一一一一～一

特別提醒：答案必須寫在答題紙上，若寫在試卷或草稿紙上無效。

共5頁第3頁

3.某梯形斷面混凝土渠道按均勻流設計，已知底寬b=2.4m,水深h。=1.2m,邊

坡系數(shù)m=l.5,粗糙系數(shù)n=0.014,!=500m長渠道上的水頭損失九＝0.25m。求

該渠道能通過多少流噩？

4.一矩形斷面陡楷，寬度b為Sm,下接一同樣寬度的緩坡渠槽。當流量Q為

20m3/s時，陡槽末端水深h)為1.0m;下游均勻流水深九為3.6m。

1)試判斷上下游水流的銜摟形式。

2)如果發(fā)生水躍，水躍的銜接形式是什么？

3)如果水躍從1-1斷面開始發(fā)生，所需下游水深應為多少？

N

I

彷

i2<ix

計算題4

5.已知恒定二元不可壓縮流動在x方向的流速分量u_,=屯x2+by，式中a、b為參

數(shù)。當y=O時，Uy=0。試求：

(l).Y方向的流速分量u.）的表達式。

(2)判斷該流動是否存在勢函數(shù)？若存在，請求之。

五、推導題（每題15分，共30分）

1.一圓柱形容器靜止時盛水深度為H,筒深為a,內徑為D,如將圓筒繞中心軸

作等角速度旋轉，試推求不使水溢出容器所限制的最大角速度。

特別提醒：答案必須寫在答題紙上，若寫在試卷或草稿紙上無效。

共5頁第4頁

=三=~I

`I

Ila

X

D

y

推導題1

2.對千如圖所示的二元均勻層流，已知自由表面處切應力為零，試用納維－斯托

克斯方程推導該水流：

(1)過水斷面上壓強分布公式；

(2)過水斷面上流速分布公式。

X

推導題2

特別提醒：答案必須寫在答題紙上，若寫在試卷或草稿紙上無效。

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中國海洋大學2020年碩士研究生招生考試試題

科目代碼：845科目名稱：水力生

--－-－-－－－－－－－－－－－－-＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿_＿＿＿＿_＿＿＿＿＿＿＿＿＿_＿＿＿＿＿＿＿__＿＿_＿＿＿心一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一-------------___＿＿＿＿在一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一

一、判斷題（共10題，每題1分，共10分）

、

((((｀丿）

）．體積模量K值越大，液體越容易壓縮。

2.相對壓強可以大千、咎千或小于零。

）

3.當管流過水斷面流速按拋物線規(guī)律分布時，管中水流為湍流。

）

4.液體的粘性是引起液流水頭損失的根源。

5.區(qū)別薄壁堰、實用堰和寬頂堰，只取決于堰壁厚度。

6.當明渠均勻流水深大于臨界水深，該水流一定是急流。()

7.局部水頭損失系數(shù)可用尼古拉茲的試驗圖來分析說明其規(guī)律。()

8.液體質點運動與剛體運動的區(qū)別在于剛體無轉動。

9．恒定流中總水頭線總是沿流程下降的，測壓管水頭線沿流程則可以上升、下降或水平。（)

10.陡坡上出現(xiàn)均勻流必為急流，緩坡上出現(xiàn)均勻流必為緩流。()

二、選擇題（共10題，每題1分，共10分）

I.理想液體與實際液體的主要差別是（)

A.是否考慮表面張力B.是否考慮可壓縮性

C.是否考慮粘滯性D.是否考慮湍動特性

2.恒定總流能晝方程應用時應滿足一些條件，以下哪項是錯誤條件（)

A.水流必須是恒定流

B.水流必須是漸變流

C.作用于液體上的質量力只有重力

D.所取的兩過水斷面之間流星保持不變

3.下列關千作用千曲面上的靜水總壓力說法正確的是()

A.作用千曲面上的靜水總壓力的大小等于壓力體的重量

8.作用千曲面上的靜水總壓力等于曲面在鉛垂方向上投影面所受到的水平力與鉛垂方向力

的合力

c.作用千曲面上的靜水總壓力作用點是其水平方向合力作用線與鉛垂方向力的合力作用線

特別提醒：答案必須寫在答題紙上，若寫在試卷或蘋稿紙上無效。

共5頁笫l貞

的交點

D作用在曲面上的靜水總壓力鉛垂方向的作用力鉛垂向下

4.雷諾數(shù)是判別下列哪種流態(tài)的重要的無雖綱數(shù)（)

A.急流和緩流B均勻流和非均勻流

C.層流和湍流D恒定流和非恒定流

5.有壓管道的管徑d與管流水力半徑R的比值d/R=()

A.8B.4C.2D.1

6.水泵的揚程是指（)

A．水泵提水高度B.水泵提水高度＋吸水管的水頭損失

C水泵提水高度＋壓水管的水頭損失

D水泵提水高度＋吸水管與壓水管的水頭損失

7.矩形斷面明渠水力最佳斷面的寬深比fJ等千（)

A.18.2C.3D.4

8.可以形成均勻急流的明渠底坡是（)

A.緩坡B.陡坡c.平坡D.逆坡

9.溢流壩下泄水流收縮斷面水深J7t1的躍后水深為h(i，下游水深為h(，形成遠驅式水躍銜接

的條件是()

A.h,=h,.2B.h,>h,.2C.h,<h,.2D．無法確定

10.當液流為恒定流時，必有（）等于零。

A.當?shù)丶铀俣菳遷移加速度C.向心加速度D.合加速度

三、簡答題（共5題，每題5分，共25分）

1.何為牛頓內座擦定律？它的兩種表達式分別是什么？

2.浮體平衡及其穩(wěn)定的條件分別是什么？

3.液體運動的兩種型態(tài)是什么？它們各自主要特征是什么？

4.液體對所繞物體的阻力是由哪兩部分組成？與哪些因素有關？

5.滲流的基本定律是什么？寫出數(shù)學表達式并說明其物理意義？

四、計算題（共5題，共75分）

1.(15分）如圖由三個半圓弧所連接成的曲面ABCD,其半徑R1=0.5m,R2=I.Om,R3=I.Sm,

曲面寬b=2m,試求該曲面所受水壓力的水平分力及垂直分力各為多少？并指出垂直水壓力

特別提醒：答案必須寫在答題紙上，若寫在試卷或草稿紙上無效。

共5頁第2頁

的方向。

-____4

R

、

e尸廣

＼泛

三、

D

計算題l

2.(15分）如圖所示，將銳邊平板插入水的自由射流中，并使平板與射流垂直，該平板將射流

分成兩股，設所有水流在一個水平面上，已知射流速度v=30m/s,總流量q=0.036m3/s,

I2

q]＝－q,q2=－q，試求射流的偏轉角a及射流對平板的作用力FK°

33

--~-v-------------

-----+FR

ql

計算題2

3.(10分）某灌溉渠道上，擬建渡槽一座，初步確定采用銅絲網水泥噴漿薄殼渡槽，斷面為U

形，表面用水泥砂漿抹面，粗糙系數(shù)n=0.013,底部半圓直徑d為2.Sm,上部接垂直側墻高

0.8m（包括超高0.3m)，如圖所示（下頁）。設計流量Q為5.5m3/s,試計算渡槽底坡。

特別提醒：答案必須寫在答題紙上，若寫在試卷或草稿紙上無效。

共5頁笫3頁

￡'0

T

-

計算題3

4.(20分）某溢流壩，下游的河道為矩形斷面（如圖所示），溢流寬度b=60m,下游壩高

Pi=6.0m,通過的流旦Q=480m飛／s'壩的流量系數(shù)m=0.45,流速系數(shù)<p=0.95,試求：

(I)收縮斷面水深h,＇;

(2)如下游水深為h,1=5.0m、h,2=4.06m、h,3=I.Om,判別在上游水深相同時，下游水流的

銜接形式。

皿

2g-_

H

PI

p

ht1

。

計算題4

5.(15分）已知平面流動的速度分布為u=x2+2x-4y,v=-2xy-2y。試確定該流動：

(1)是否滿足連續(xù)性方程？

(2)是否有旋流動？

(3)如存在速度勢和流函數(shù)，求出((J和1f1。

特別提醒：答案必須寫在答題紙上，若寫在試卷或草稿紙上無效。

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五、證明題（共2題，每題15分，共30分）

I.試推導理想液體運動微分方程——歐拉方程的表達式。

2.采用機械化方法開挖大型土質渠道或河道時，過水斷面常呈拋物線形（如圖所示）。若已知

水深h和水面寬B,試推導：

y

證明題2

2

(1)過水斷面面積為A=~hB;

3

(2)濕周的表達式為x=f\號[己勹ln［于［勹廣llo

礦

（積分公式！嘉言7dx：：：：王五言了＋—ln(x＋矗三了）＋C)

22

特別提醒：答案必須寫在答題紙上，若寫在試卷或草稿紙上無效。

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中國海洋大學2021年碩士研究生招生考試試題

科目代碼：845科目名稱：水立生

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一、單項選擇題（共15小題，每題1分，共15分）

l．下面幾種情況，哪一種情況不需做消能工？（其中h心為堰下游水躍的躍后水深，h，為堰下

游水深）?()

A.h,.02>h,B.h.<h1

C.hro2=h,D.無法確定

2．在下列各組流體中，屬千牛頓流體的為（）。

A.水、新拌水泥砂漿、血漿B.水、新拌混凝上、泥石流

C.水、空氣、汽油D.水、汽油、泥漿

3．與地面水流相比，地下水流中不存在的流動狀態(tài)為（）。

A.恒定流B．均勻流

c．層流D.急流

4．畢托忤是一種測貸（）的儀器。

A.點流速B.I祈面平均流速

C.壓強D.流晝

5．平面勢流的等流禍數(shù)線與等勢線（）。

A.正交B.斜交C.平行D.重合

6．管軸線水平，管徑逐漸增大的管道有壓流，通過的流茄個變，其總水頭線沿流向應（）。

A．逐漸升高B．逐漸降低

c．與管軸線平行D.無法確定

7．對管徑沿程變化的管道（）。

A．測壓管水頭線可以上升也可以下降

B．測壓管水頭線總是與總水頭線相平行

c．測壓管水頭線沿程永遠不會上升

D．測壓管水頭線不可能低于管軸線

8.下列各組物理批中，屈千同一隊綱的為（）。

A．密度、動力黏度、運動黏度

特別提醒：答案必須寫在答題紙上，若寫在試卷或草稿紙上無效。

共7頁第1頁

B．流速、剪切速度、滲流系數(shù)

c．壓力、黏滯力、表面張力

D．壓強、切應力、單位質墻力

9．根據(jù)堰的分類可知，寬頂堰的相對堰肛()。

6

ACBD6

..-H<<。67.0067<萬~＜<205

6-H6-H

25<1。<1

10.屯力作用下液體靜壓強微分方程為dp=(）。

A.-pdzB.-gdzC.-pgdzD.pgdz

11.已知混凝土雨水管的水力半徑R=O.5m，粗糙系數(shù)n=0.014,水均勻流動］OOOm的沿程水頭損

失為lm,則管中平均流速v=()m/s。

A.1.12B.1.22C.1.32D.1.42

12．邊界層的外邊界線可看成是（）。

A．一條流線B．一條跡線

c．有旋流動與有勢流動的分界線D．層流與紊流的分界線

13．斜放立的平板，共形心淹沒深度h與靜水壓力中心的淹沒深度凡的關系為h()h;10

A.大千B．小子c.不能確定D.笘于

14．相對壓強的起算點是（）。

A．絕對貞空B.1個標準大氣壓C.芍地大氣壓D．液面壓強

15.z+L=c表明在靜止液體中，所有各點（）均相等。

pg

A.壓強水頭B．位翌高度C.測壓管水頭D.位置水頭

二、多項選擇題（每題2分，少選得1分，多選、錯選不得分，共10小題，共20分）

1.l個工程大氣壓為（）。

A.98kpaB.10mH20C.I.Okg/cm2

D.101.3kpaE.760mmHg

2．若同一液體流經兩根長度相同但粗糙度不同的等徑長直管道，當兩者的雷諾數(shù)相同時，它們

的沿程水頭損失在（）是相同的。

特別提醒：答案必須寫在答題紙上，若寫在試卷或草稿紙上無效。

共7頁第2頁

A.層流區(qū)8.層流、湍流過渡區(qū)

c．湍流光滑區(qū)D.湍流過渡區(qū)

E.阻力平方區(qū)

3．用歐拉法研究流體運動時，其合加速度a巾（）組成。

6U6t

A.--B.一_.:..c.("v·u)uD."v·u

atau

4．水在土壤中存在的形式主要有（）。

A.汽態(tài)水B.毛細水c.吸附水

D.博膜水E．屯力水

5．與地面水流一樣，滲流一般也可分為（）。

A．恒定滲流與非恒定滲流B．均勻滲流與非均勻滲流

c．漸變滲流與急變滲流D.有壓滲流與無壓滲流

E．平面滲流和空間滲流

6．下列關千液體黏性的說法中，正確的有（）。

A．黏性是液體的固有屈性

B．黏性是運動液體抵抗剪切變形的能力

C液體黏性具有傳遞運動和阻礙運動的雙值性

D．液體的黏性隨若溫度的升高而減小

E．氣體的黏性隨若溫度的升高而增大

7．下列關千長管水力計算的結論中，正確的有（）。

A．并聯(lián)管路的總水頭損失等千各支路的水頭損失

B．并聯(lián)管路各支路的水頭損失相等

c．并聯(lián)管路的總流批等于各支路的流研之和

D.串聯(lián)管路的總水頭損失等于各支路的水頭損失之和

E．串聯(lián)管路的總流欖等千各支路的流優(yōu)之和

8.已知某長直鑄鐵輸水管逍(n=0.014)的水力半徑R=250mm，且流動1km長度的水頭損失為2m,

則該管路的（）。

A.水力坡度J=0.2%B.測壓管坡度Jr=O.2%

c.斷面平均流速u=l.27m/sD.通過流批Q=l.Om3/s

特別提醒：答案必須寫在答題紙上，若寫在試卷或草稿紙上無效。

共7頁第3頁

E.沿程阻力系數(shù)入＝0.024

9．下列關千邊界層概念的說法中，正確的有（）。

A．邊界層是指壁面附近流體黏性不能忽略的溥層

B．邊界層是指壁面附近流速梯度很大的菏丿去

c．沿程水頭損失與邊界層的流動特點有關

D．局部水頭損失與邊界層分離現(xiàn)象有關

E．邊界層分離區(qū)通常為高壓區(qū)

10下列各組合應中，為無阰綱的憤有（）。

其中：μ為液體的動力學粘滯系數(shù)。

p-pgJpud-μ

AB－祿cni古EP

...pu「

三、墳空題（共10小題，每題1分，共10分）

l．在工程流體力學或水力學中，若不考慮溫度影響，通常取（)3個幫綱為基

本匱綱。

油層

2.如右圖，平板面積為40X45cm2,厚度為1.0cm,質晝

m=Skg,沿珩涂有厚度o=l.0mm油的斜面向下作等速運動，

§

其速度u=l.Om/s，帶動油層的運動速度呈直線分布，則油

的粘度μ=(),v=()（油的密度p=

950kg/m3)。

3．理想液體在同一點上各方向的動水壓強數(shù)值是（）的。實際液體中的動水壓強為在

同一點上沿三個正交方向的動水壓強p江、P”、P二的（）。

4．流線一般不能相交，且只能是－條（）曲線。

5．液體質點的運動形式有平動、(）、（）。

6．當堰的溢流寬度與上游渠道寬度相等時，稱為（）的堰流，芍堰的溢流寬度小千七

游渠逍寬度時，稱為（）的堰流。

7.引起有壓管路中流速突然變化（如閥門突然關閉）是產生水擊現(xiàn)象的外因，而

(）則是產生水擊現(xiàn)象的內因。

特別提醒：答案必須寫在答題紙上，若寫在試卷或草稿紙上無效。

共7頁第4頁

8．圓管沿程水頭損失系數(shù)入的影響因素分別是：層流入＝f(）湍流粗糙區(qū)入＝f（）。

9.若某盛水封閉容器內液面的絕對壓強為58.8kPa,則水而下4m處的相對壓強為

Kpa,或（）mH20。

10．滲流系數(shù)K的物理意義是（）。

四、計算分析題（共5題，共75分）

l、（本題15分）下圖所示矩形閘門高h=3m,寬b=2m,上游水深h1=6m,下游水深偽－4