1、流體力學簡答題總結簡答題什么是等壓面？等壓面有什么性質？壓強相等的點組成的面。性質：1）等壓面與質量力正交。2）質量力只有重力作用的流體的等壓面是水平面。3）等壓面就是等勢面。4）自由液面和液體的交界面是等壓面。什么是絕對壓強，什么是相對壓強？絕對壓強是以絕對真空為基準的壓強，相對壓強是以當地大氣壓強為基準的壓強。壓力體的構成是什么?如何確定實壓力體和虛壓力體？壓力體的構成1）曲面本身。2）自由液面或自由液面的延長面。3）曲面邊緣向自由液面或自由液面的延長面所引的垂面。確定實、虛壓力體壓力體與曲面本身相接處的部分如果有液體存在就是實壓力體，壓力方向向下； 否則為需壓力體，壓力方向向上。“恒定流

2、與非恒定流”，“均勻流與非均勻流”，“漸變流與急變流”是如何定義 的？液體運動時，若任何空間點上所有的運動要素都不隨時間而改變，這種水流 稱為恒定流。若任何空間點上所有的運動要素隨時間發生了變化，這種水流稱為 非恒定流。在恒定流中，液流同一流線上液體質點流速的大小和方向均沿程不變地流動， 稱為均勻流。當流線上各質點的運動要素沿程發生變化，流線不是彼此平行的直 線時，稱為非均勻流。流線接近于平行直線的流動稱為漸變流，流線的曲率較大，流線之間的夾角 也較大的流動，稱為急變流。試用能量方程解釋飛機的升力是如何產生的。答：飛機機翼呈上凸下凹狀，當空氣流經機翼時，其上側流速較大，壓力較小； 下側流速較小

3、壓力較大，從而在機翼上下產生了一個壓力差，此即為飛機的升力。用伯努利能量方程解釋為什么在炎熱的夏天，當火車開動后，車廂里頓時會有 風從車廂兩側吹進？答：當火車開動后，車廂內的空氣獲得一定的流速，該流速遠大于火車周圍的 空氣流速。由伯努利方程22可知，越靠近車廂處，空氣的壓強就越小。從而產 生了一個指向車廂的壓力差。在此壓力差的作用下，空氣就經由車窗被吹進了車 廂內。總流能量方程的物理意義是什么？試說明方程中各項的物理意義？答：總流的能量方程表述為：Z111V1222.它的物理意義是：水流只能從總機械能大的地方流向總機械能小的地方。各項物 理意義如下：z總流過水斷面上單位重量液體所具有的位能，簡

4、稱為單位位能；PY一總流過水斷面上單位重量液體所具有的壓能，簡稱為單位壓能；Y一總流過水斷面上單位重量液體所具有的平均勢能，簡稱為單位勢能；22g一總流過水斷面上單位重量液體所具有的平均動能；Y22g一總流過水斷面上單位重量液體所具有的總能量，即總機械能用流體力學原理說明為什么當火車進站時，人們需稍微遠離站臺邊緣。答案提示：（1）所用知識點：伯努利方程（2）火車進站時具有相當快的速度， 越靠近車體的空氣的流速越大，壓強就越小；（3）人身體前后產生較大的指向列 車的壓力差試用能量方程解釋在悶熱無風的夏天，當火車運行時，風會從兩側的車窗徐徐 吹進。答:但火車運行時，車廂附近的空氣由于粘性的作用，會

5、跟隨車廂一道運動， 且越靠近車廂，空氣的速度越大。這樣，由能量方程可知，越靠近車廂處，空氣 的壓強就越小。從而產生了一個指向車廂的壓力差。在此壓差的作用下，空氣就 經由車窗被吹進了車廂內。什么是邊界層？邊界層有什么特征？答：邊界層是緊靠物體表面流速從零迅速增加到與來流速度相同數量級的薄層。特征：1）與物體的長度相比，邊界層的厚度很小；2）邊界層內的速度梯度很大；3）邊界層沿流動方向逐漸增厚；4）由于邊界層很薄，可近似地認為，邊界層中各截面上的壓強等于同一截面上 邊界層外邊界上的壓強；5）在邊界層內，粘滯力相對慣性力不能忽略，兩者處于同一兩級；6）邊界層內流體的流動和管內流動一樣。簡述粘性流體繞

6、流物體時產生阻力的原因。如何減少阻力？答：（1）阻力有兩部分，一部分是由于粘性產生切向應力形成的摩擦阻力；另一 部分是由于邊界層分離產生壓強差形成的壓差阻力（形狀阻力）。（2）要減小摩擦阻力，應使層流邊界層轉變為紊流邊界層的轉捩點盡可能后移；把物體作成流線型，使分離點后移，甚至不發生分離，可減少物體后面的尾渦區， 從而減小壓差阻力描述液體運動有哪兩種方法，它們的區別是什么？拉格朗日法和歐拉法 區別: 拉格朗日法：以運動著的流體質點為研究對象，跟蹤觀察個別流體質點在不同時 間其位置，流速和壓力的變化規律，然后把足夠多的流體質點綜合起來獲得整個 流體的運動規律。歐拉法：以流體內的空間點為研究對象，

7、研究質點經過空間點時運動參數隨時間 的變化規律，把足夠多的空間點綜合起來得出整個流場的運動規律。;題目;為什么水通常被視為不可壓縮流體？；參考答案;因為水的二2X109 ，在壓強變化不大時，水的體積變化很小，可忽 略不計，所以通常可把水視為不可壓縮流體。；題目；自來水水龍頭突然開啟或關閉時，水是否為不可壓縮流體？為什么？；參考答案;為可壓縮流體。因為此時引起水龍頭附近處的壓強變化，且變幅較大。;題目;理想流體有無能量損失？為什么？;參考答案;無。因為理想流體0，沒有切應力。;題目;流體的切應力與有關，而固體的切應力與有關。;參考答案;剪切變形速率；剪切變形大小;題目;流體的粘度與哪些因素有關？

8、它們隨溫度如何變化？;參考答案;流體的種類、溫度、壓強。液體粘度隨溫度升高而減小，氣體粘度隨 溫度升高而增大。;題目;牛頓流體的t與成正比，那么t與成正比的流體一定是牛頓流體嗎？;參考答案;不一定，因為賓漢塑性流體的t與成正比，但曲線不通過原點。;題目;為什么荷葉上的露珠總是呈球形？;參考答案;表面張力的作用。;題目;一塊毛巾，一頭搭在臉盆內的水中，一頭在臉盆外，過了一段時間后，臉 盆外的臺子上濕了一大塊，為什么？;參考答案;毛細現象。;題目;為什么測壓管的管徑通常不能小于1厘米？;參考答案;如管的內經過小，就會引起毛細現象，毛細管內液面上升或下降的高 度較大，從而引起過大的誤差。;題目;若測

9、壓管的讀數為hl，毛細高度為h2,則該點的測壓管實際高度為多少？（測壓管的工作流體分別為水和水銀）;參考答案12水，h12水銀;題目;在高原上煮雞蛋為什么須給鍋加蓋？;參考答案;高原上，壓強低，水不到100C就會沸騰，雞蛋煮不熟，所以須加蓋。;題目;試簡述水輪機葉片空蝕的原因？;參考答案;低壓處產生氣泡，氣泡隨水流到高壓處破滅，產生沖擊力，剝蝕葉片， 形成空蝕。;題目;流體能否達到完全真空狀態？若不能，則最大真空度為多少？;參考答案;不能，最大真空度等于大氣壓強與汽化壓強的差值。;題目;靜止的流體受到哪幾種力的作用？;參考答案;重力與壓應力，無法承受剪切力。;題目;運動中的流體受到哪幾種力的作

10、用？;參考答案;重力、慣性力、壓應力、剪切力。;題目;運動中的理想流體受到哪幾種力的作用？;參考答案;重力、慣性力、壓應力，因為無粘性，故無剪切力。;題目;僅有重力作用的靜止流體的單位質量力為多少？（坐標軸z與鉛垂方向一 致，并豎直向上）。;參考答案0，;題目;什么是等壓面？等壓面的條件是什么？;參考答案;等壓面是指流體中壓強相等的各點所組成的面。只有重力作用下的等 壓面應滿足的條件是：靜止、連通、連續均質流體、同一水平面。;題目;相對平衡的流體的等壓面是否為水平面？為什么？什么條件下的等壓面是 水平面？;參考答案;不一定，因為相對平衡的流體存在慣性力，質量力只有重力作用下平 衡流體的等壓面是

11、水平面。;題目;壓力表和測壓計上測得的壓強是絕對壓強還是相對壓強？;參考答案;相對壓強;題目;盛有液體的敞口容器作自由落體時，容器壁面上的壓強分布如何？;參考答案;答：.p 自由液面上p = 0。. p = 0;題目;若人所能承受的最大壓力為1 . 274 （相對壓強），則潛水員的極限潛水深 度為多少？;參考答案;潛水員的極限潛水深度為：;題目;若測壓管水頭為1m,壓強水頭為1.5m，則測壓管最小長度應該為多少？;參考答案;測壓管最小長度為1.5m。;題目;為什么虹吸管能將水輸送到一定的高度?;參考答案;因為虹吸管內出現了真空。;題目；;題目;在傳統實驗中，為什么常用水銀作U型測壓管的工作流體

12、？；參考答案;1、壓縮性小；2、汽化壓強低；3、密度大。;題目;圖示兩種液體盛在同一容器中，且g 1 2,在容器側壁裝了兩根測壓管，試 問圖中所標明的測壓管中水位對否？;參考答案;對。;題目;浸沒在水中的三種形狀的平面物體，面積相同，形心處的水深相等。問： 哪個受到的靜水總壓力最大？壓心的水深位置是否相同？滲考答案;相同；不相同擋水面積為A的平面閘門，一側擋水，若繞通過其形心C的水平軸任轉a角，其 靜水總壓力的大小、方向和作用點是否變化？;參考答案;大小不變；方向變，但始終與閘門垂直；作用點不變;題目;使用圖解法和解析法求靜水總壓力時，對受壓面的形狀各有無限制？為什 么？;參考答案;圖解法有，

13、規則形狀，為了便于作壓強分布圖；解析法無。;題目;垂直放置的矩形平板擋水，水深3m，靜水總壓力P的作用點到水面的距離為：滲考答案;2/32m。;題目;浮體的平衡穩定條件是什么？當和時，浮體各處于什么狀態？;參考答案;重心在定傾中心之下；不穩定平衡、隨遇平衡。;題目;什么是流線、跡線、色線？它們有何區別？;參考答案;流線（）是表示某一瞬時流體各點流動趨勢的曲線，曲線上任一點的 切線方向與該點的流速方向重合。跡線（）是指某一質點在某一時段內的運動軌跡線。色線又稱脈線，是源于一點的很多流體質點在同一瞬時的連線。;題目;流線、跡線各有何性質？流線、跡線各有何性質？;參考答案;流線的性質：同一時刻的不同

14、流線，不能相交。流線不能是折線，而是一條光滑的曲線。流線簇的疏密反映了速度的大小（流線密集的地方流速大，稀疏的地方流速小）。;題目;實際水流中存在流線嗎？引入流線概念的意義何在？;參考答案;不存在。引入流線概念是為了便于分析流體的流動，確定流體流動趨 勢。;題目；“只有當過水斷面上各點的實際流速均相等時，水流才是均勻流”，該說法是否正確？為什么？;參考答案;不對。均勻流是指流速的大小與方向沿程不發生改變，并非對同一過 水斷面上的各點流速而言。;題目;恒定流、均勻流等各有什么特點？;參考答案;恒定流是指各運動要素不隨時間變化而變化，恒定流時流線跡線重合， 且時變加速度等于0。均勻流是指流速不隨空

15、間變化而變化，均勻流時位變加 速度等于0。;題目;歐拉法、拉格朗日方法各以什么作為其研究對象？對于工程來說，哪種方 法是可行的？;參考答案;歐拉法以流場為研究對象，拉格朗日方法以流體質點為研究對象；在 工程中，歐拉法是可行的。;題目;實際流體區別于理想流體有何特點？理想流體的運動微分方程與實際流體 的運動微分方程有何聯系？;參考答案;實際流體具有粘性，存在切應力；實際流體的運動微分方程中等式的 左邊比理想流體運動微分方程增加了由于粘性而產生的切應力這一項。;題目;連續性微分方程有哪幾種形式？不可壓縮流體的連續性微分方程說明了什 么問題？;參考答案;一般形式，恒定流，不可壓縮流；質量守恒;題目;

16、歐拉運動微分方程組在勢流條件下的積分形式的應用與沿流線的積分有何 不同？;參考答案;形式完全相同，但含義不一樣。勢流條件下積分形式是針對理想流體 的恒定有勢流動中的任何質點，而不局限于同一流線。它不適用于有旋流。沿流 線積分形式是針對理想流體恒定流流動中同一條流線的質點。它適用于有旋流。;題目;歐拉運動微分方程組在勢流條件下的積分形式的應用與沿流線的積分有何 不同？;參考答案;形式完全相同，但含義不一樣。勢流條件下積分形式是針對理想流體 的恒定有勢流動中的任何質點，而不局限于同一流線。它不適用于有旋流。沿流 線積分形式是針對理想流體恒定流流動中同一條流線的質點。它適用于有旋流。;題目;流函數、

17、勢函數的存在條件各是什么？它們是否都滿足拉普拉斯方程形 式？;參考答案;流函數存在條件是不可壓縮平面流；勢函數存在條件是有勢流；若是 不可壓縮平面勢流則均滿足拉普拉斯方程形式;題目;流函數有哪些物理意義？;參考答案；（1）流函數等值線就是流線。（2）不可壓縮流體的平面流動中，任意 兩條流線的流函數之差等于這兩條流線間所通過的單位寬度流量。;題目;總流的連續性方程與連續性微分方程有無聯系？;參考答案;將連續性微分方程在微元體上積分，并引入斷面平均流速的定義，可 得連續性方程。設總流的體積為V，其微體積為，則有假定總流的表面積為s， 其微面積為，根據數學分析中的高斯定理:式中為總流表面的法向分速，

18、則;題目;拿兩張薄紙，平行提在手中，當用嘴順紙間縫隙吹氣時，問薄紙是不動、 靠攏、還是張開？為什么？;參考答案;靠攏；流速增大、壓強降低；題目；水流在等徑斜管中流動，高處為A點，低處為B點，討論壓強出現以下三 種情況時的流動方向（水頭損失忽略不計）。;參考答案;；，：A 向 B 流動；：流動；：（-）;（z12），A 向 B 流動；（-）（z12），靜止；（-）;（z12）， B 向 A 流動;題目;恒定總流能量的限制條件有哪些？如何選取其計算斷面、基準面、計算點、 壓強？;參考答案;恒定總流能量的限制條件有：恒定流；不可壓縮流體；質量力只有重力；所選取的兩過水斷面必須是漸變流斷面，但兩過水斷

19、面間可以是急變流。總流的流量沿程不變。兩過水斷面間除了水頭損失以外，總流沒有能量的輸入或輸出。式中各項均為單位重流體的平均能（比能），對流體總重的能量方程應各項乘以。;題目;總流能量與元流能量方程有什么不同點？;參考答案；（1）以斷面的平均流速V代替元流中的點流速u；（2）以平均水頭損失代替元流的水頭損失h，w1.2 ；（3）各項反映的是整股水流的能量代替某一元流的能量。;題目;設有一水平壓力管流，當不考慮水頭損失的影響時，其測壓管水頭線沿程 下降、上升或水平的條件各是怎樣的？;參考答案;下降：壓強沿程減小。 例：收縮管 水平：壓強沿程不變。 例：管徑沿程不變上升：壓強沿程增大。 例：擴散管;

20、題目;什么是水頭線？總水頭線與測壓管水頭線有何區別？;參考答案;答：水頭線：沿程水頭（如總水頭或測壓管水頭）的變化曲線。總水頭線是對應的變化曲線，它代表水頭損失沿流程的分布狀況。測壓管水頭對應的變化曲線，它代表壓強沿流程的變化狀況。;題目;為什么每個相似準則都要表征慣性力？;參考答案;作用在流體上的力除慣性力是企圖維持流體原來運動狀態的力外，其 他力都是企圖改變運動狀態的力。如果把作用在流體上的各力組成一個力多邊形 的話，那么慣性力則是這個力多邊形的合力，即牛頓定律。流動的變化就是慣 性力與其他上述各種力相互作用的結果。因此各種力之間的比例關系應以慣性力 為一方來相互比較。;題目;分別舉例說明

21、由重力、粘滯力起主要作用的水流。;參考答案;粘滯力：層流狀態下的明渠、管道、隧洞中的有壓流動和潛體繞流問 題等。重力：堰壩溢流、孔口出流及明槽流動及處于阻力平方區的有壓隧洞與管流等。;題目;量綱分析有何作用？;參考答案;可用來推導各物理量的量綱；簡化物理方程；檢驗物理方程、經驗公 式的正確性與完善性，為科學地組織實驗過程、整理實驗成果提供理論指導。;題目;經驗公式是否滿足量綱和諧原理？;參考答案;一般不滿足。通常根據一系列的試驗資料統計而得，不考慮量綱之間 的和諧。;題目;雷諾數與哪些因數有關？其物理意義是什么？當管道流量一定時，隨管徑 的加大，雷諾數是增大還是減小？;參考答案;雷諾數與流體的

22、粘度、流速及水流的邊界形狀有關。慣性力/粘滯力， 隨d增大，減小。;題目;為什么用下臨界雷諾數，而不用上臨界雷諾數作為層流與紊流的判別準 則？;參考答案;上臨界雷諾數不穩定，而下臨界雷諾數較穩定，只與水流的過水斷面 形狀有關。;題目;當管流的直徑由小變大時，其下臨界雷諾數如何變化？;參考答案;不變，只取決于水流邊界形狀，即水流的過水斷面形狀。;題目;當管流的直徑由小變大時，其下臨界雷諾數如何變化？;參考答案;不變，只取決于水流邊界形狀，即水流的過水斷面形狀。;題目;如何計算圓管層流的沿程阻力系數？該式對于圓管的進口段是否適用？為 什么？;參考答案;否；非旋轉拋物線分布;題目;為什么圓管進口段靠

23、近管壁的流速逐漸減小，而中心點的流速是逐漸增大 的？;參考答案;進口附近斷面上的流速分布較均勻，流速梯度主要表現在管壁處，故 近壁處切應力很大，流動所受的阻力也很大，至使流速漸減。管中心處流速梯度 很小，t小，阻力也小，使流速增大。直至形成一定的流速梯度及切應力，使各 部分流體的能耗與能量補充相平衡。;題目;紊流研究中為什么要引入時均概念？紊流時，恒定流與非恒定流如何定 義？;參考答案;把紊流運動要素時均化后，紊流運動就簡化為沒有脈動的時均流動， 可對時均流動和脈動分別加以研究。紊流中只要時均化的要素不隨時間變化而變 化的流動，就稱為恒定流。;題目;紊流時的切應力有哪兩種形式？它們各與哪些因素

24、有關？各主要作用在哪 些部位？;參考答案;粘性切應力裹主要與流體粘度和液層間的速度梯度有關。主要作用在近壁處。附加切應力裹主要與流體的脈動程度和流體的密度有關，主要作用在紊流核心處 脈動程度較大地方。;題目;紊流中為什么存在粘性底層？其厚度與哪些因素有關？其厚度對紊流分析 有何意義？;參考答案;在近壁處，因液體質點受到壁面的限制，不能產生橫向運動，沒有混 摻現象，流速梯度很大，粘滯切應力仍然起主要作用。粘性底層厚度與雷諾數、質點混摻能力有關。隨的增大，厚度減小。粘性底層很薄，但對能量損失有極大的影響。;題目;紊流時斷面上流層的分區和流態分區有何區別？;參考答案;粘性底層，紊流核心：粘性、流速分

25、布與梯度層流、紊流：雷諾數;題目;圓管紊流的流速如何分布？;參考答案；粘性底層：線性分布紊流核心處：對數規律分布或指數規律分布。;題目;管徑突變的管道，當其它條件相同時，若改變流向，在突變處所產生的局 部水頭損失是否相等？為什么？;參考答案;不等；固體邊界不同，如突擴與突縮;題目;局部阻力系數與哪些因素有關？選用時應注意什么？;參考答案;固體邊界的突變情況、流速;局部阻力系數應與所選取的流速相對應。;題目;如何減小局部水頭損失？;參考答案;讓固體邊界接近于流線型。;題目;邊界層內是否一定是層流？影響邊界層內流態的主要因素有哪些？;參考答案;否，有層流、紊流邊界層；粘性、流速、距離;題目;邊界層

26、分離是如何形成的？如何減小尾流的區域？;參考答案;因壓強沿流動方向增高，以及阻力的存在，使得邊界層內動量減小， 而形成了邊界層的分離。使繞流體型盡可能流線型化，則可減小尾流的區域1、流體力學的研究對象:流體在平衡和運動時的壓力分布、速度分布。與固 體之間的相互作用。流動過程中的能量損失。2、流體的定義：流體是一種受任何微小的剪切力作用時，都會產生連續的變形 的物質。3、流體的特征:易流性（不能承受剪切力）形狀不定性受力特性（綿續性）液體：無固定體積沒有自由表面。氣體：易于壓縮。4、連續介質假說：質點（而不是分子）是組成宏觀流體的最小基元，質點與質 點之間沒有間隙。這就是連續介質假說。連續介質是

27、為研究流體的宏觀機械運動 而提出的一種流體模型。5、連續介質假說的目的：不僅理論分析中可以運用數學這一強有力工具，也為 實驗研究提供了可能。6、 流體壓縮性：流體受壓體積減小的性質。（6 p） 流體膨脹性：流體受熱體 積增加的性質。（6 t）液體壓縮性、膨脹性都很小，為不可壓縮流體。氣體是 可壓縮流體。7、流體的粘性：流體阻止發生剪切變形的特性，粘性力是它的動力表現。實際 流體都具有粘性，稱為粘性流體。8、粘性的度量：粘度【動力粘度（p）運動粘度（V）】（取決于流體的種類和 溫度）9、溫度對液體和氣體粘性的影響截然不同：溫度升高時，液體的粘性降低，氣 體的粘性增加。10、牛頓內摩擦定律：流體作

28、層狀流動（層流）時，粘性內摩擦切應力符合牛頓內摩擦定律。T11、作用于流體上的力包括：表面力和質量力。表面力指作用在所研究的流體表 面上的力。質量力是流體質點受某種力場的作用力，它的大小與流體的質量成正 比。12、流體靜壓力：指流體處于靜止或相對靜止時，作用于流體的內法向應力。13、流體靜壓力兩特性:流體靜壓力的作用方向總是沿其作用面的內法線方向。在靜止流體中任意一點壓力的大小與作用的方位無關，其值均相等。14、等壓面具有兩特性：平衡流體中，通過任意一點的等壓面，必與該點所受 的質量力互相垂直。當兩種互不相混的液體處于平衡時，它們的分界面必為等壓面。15、流體靜壓力兩種表示：絕對壓力P相對壓力

29、P g絕對壓力是以絕對真空為零點算起的壓力。以大氣壓為零點算起的壓力為相對壓 力。16、拉格朗日法著眼于流體質點（跟蹤法）。歐拉法著眼于空間點（截跡法）。17、定常流動：流場中各點流動參數與時間無關的流動為定常流動。非定常流動：流場中各點的流動參數隨時間變化的流動稱為非定常流動。18、流線：流場中若干連續流體質點在某一時刻的速度方向線形成的光滑曲線。 是表現和分析流場的重要工具。跡線：流體質點的運動軌跡。19、流線特點：非定常流動時，流線的形狀隨時間改變；定常流動時，其形狀 不隨時間改變。此時，流線與跡線重合，流體質點沿流線方向。流線是一條光 滑曲線，流線之間不能相交。流線上某點切線方向與該點速度方向一致。20、總流按邊界性質分為有壓流（靠壓力），無壓流（靠重力），射流（靠消耗自 身的動能）來實現流動的。21、過流斷面:與總流或流束中的流線處處垂直的斷面稱為過流斷面（越大越好）。22、水力直徑：總流的過流斷面上，流體與固體接觸的長度稱為濕周，用X表示。 總流過流斷面的面積A與濕周X之比稱為水力半徑R，水