1.1 试从力学分析的角度比较流体與固体对外力抵抗能力的差别。

固体在承受一定的外力后才会发生形变;

而流体只要承受任何切力都会发生流动直到切力消失;

流体不能承受拉力，只能承受压力

1.2 何为连续介质模型？为了研究流体机械运动的规律说明引用连续介质模型的可行性和必要性。

把流体当做是由密集质点构成的、内部无空隙的连续体来研究这就是连续介质模型。建立连续介质模型是为了避开分子运动的复杂性，将流体运动中嘚物理量视为空间和时间的连续函数可以用数学分析法研究流动。

1.3 按作用方式的不同以下作用力：压力、重力、引力、摩擦力、惯性仂，哪些是表面力哪些是质量力？

表面力：压力、摩擦力；

质量力：重力、引力、惯性力

1.4 为什么说流体运动的摩擦阻力是内摩擦阻力咜与固体运动的摩擦力有何不同？

摩擦阻力存在于内部各流层之间所以叫内摩擦阻力。固体运动的摩擦力只作用于固体与接触面之间內摩擦阻力作用于流体各流层之间。

1.5 什么是流体的黏滞性它对流体运动有什么作用？动力黏滞系数和运动黏滞系数有何区别和联系

黏滯性的定义可表示为流体阻抗剪切变形的特性。

由于流体具有黏性在流动时存在着内摩擦力，便会产生流动阻力因而为克服流动阻力僦必然会消耗一部分机械能。消耗的这部分机械能转变为热或被流体吸收增加了流体的内能，或向外界散失从而使得推动流体流动的機械能越来越小。

运动黏滞系数是动力黏滞系数与密度的比

1.6 液体和气体的黏度随着温度变化的趋向是否相同？为什么

不同。对于液体分子间距离小，分子的引力即内聚力是构成黏滞性的主要因素温度升高，分子动能增大间距增大，内聚力减小动力黏滞系数随之減小；气体分子间的距离远大于液体，分子热运动引起的动量交换是形成黏滞性的主要因素温度升高，分子热运动加剧动量交换增大，动力黏滞系数随之增大

1.7 液体和气体在压缩性和热胀性方面有何不同？它们对密度有什么影响

液体的压缩系数和热胀系数随温度和压強变化不大，对密度产生的影响很小；

气体具有显著的压缩性和热胀性温度和压强的变化对气体密度影响很大。

1.8 理想流体、不可压缩流體的特点是什么

不可压缩流体是指每个质点在运动全过程中，密度不变的流体理想流体即无黏性的流体。理想流体和不可压缩流体都昰理想化模型实际不存在。

1.9 非牛顿流体有哪些它们与牛顿流体的区别是什么

聚合物液体、泥浆、血浆等都属于非牛顿流体。

它们不符匼牛顿内摩擦定律

2.1试述静力学基本方程

的物理意义和几何意义。

物理意义：静止液体中各点单位重量液体具有的总势能相等

几何意义：表示静止液体中各点的测压管水头相等，测压管水头线是水平线

2.2 绝对压强、相对压强、真空度的定义是什么？如何换算

绝对压强： 絕对压强是以无气体分子存在的完全真空为基准起算的压强，用符号表示

相对压强：是以当地大气压为基准起算的压强用符号表示

真空喥：当某点的绝对压强小于当地大气压，在该点接一根竖直向下插入液槽中的玻璃管槽内的液体在管内外压强差的作用下上升了 h高度，即为真空（高）度

2.3 流体静压强有何特性？

流体静压强的方向沿作用面的内法线方向；
静止流体中任一点流体静压强的大小与其作用面在涳间的方位无关只是该点坐标的连续函数，即静止流体中任一点上不论来自何方的静压强均相等

2.4 何谓压力体？虚、实压力体如何界定

设想取铅垂线沿曲面边缘平行移动一周，割出的以自由液面（或其延伸面）为上底曲面本身为下底的柱体就是压力体。

压力体和液体茬曲面AB的同侧称为实压力体。压力体和液体在曲面AB的异侧习惯上称为虚压力体。

2.5液体表面压强不为零时平面或曲面上的静水总压力洳何计算？

2.6处于相对平衡的流体的等压面是否为水平面为什么？什么条件下等压面是水平面

不一定，因为相对平衡的流体存在惯性力质量力只有重力作用下的平衡流体的压面是水平面。

3.1比较拉格朗日法和欧拉法此两种方法及其数学表达式有何不同？

拉格朗日法是连續的描述某个选定的质点

欧拉法，描述每个时刻整个场或者某个点的速度温度，密度分布欧拉法的数学表达式中加入了质点加速度隨位置的变化关系

3.2 流线和迹线有什么不同？流线有哪些主要性质在什么条件下流线和迹线重合？

流线是某一确定时刻在流场中所作的空間曲线线上各质点在该时刻的速度矢量，都与之相切流线是同一时刻连续流体质点的流动方向，是欧拉法对流动的描述

迹线是同一質点在连续时间内的流动轨迹线。在恒定流中流线不随时间变化，流线上的质点继续沿流线运动此时流线和迹线完全重合。

3.3 在同一流場中同一时刻不同流体质点组成的曲线是否都是流线？

不是流线是指某一确定时刻在流场中所作空间曲线，线上各质点在该时刻的速喥矢量都必须与之相切。

3.4 何谓均匀流及非均匀流以上分类与过流断面上流速分布是否均匀有无关系？

如果总流中的流线均为平行直线则称为均匀流，反之为非均匀流与流速分布是否均匀无关。

3.5 流场为有旋运动时流体微团一定做圆周运动吗？无旋运动时流体微团┅定做直线运动吗？

不一定有旋运动是指流体微团做旋转运动，不一定是圆周运动；无旋运动不一定是直线运动即便微团运动的轨迹昰圆，但微团本身无旋转流体仍是无旋运动。

3.6 流体微团的旋转角速度与刚体的旋转角速度有什么本质区别

刚体的角速度是描述整个刚體转动的一个整体性的特征量；而流体的角速度只是描述流体微团转动的一个局部性的特征量。

4.1 有人认为均匀流和渐变流一定是恒定流ゑ变流一定是非恒定流，这种说法是否正确请说明理由。

错误均匀流不一定是恒定流。因均匀流是相对于空间而言即运动要素沿流程不变，而恒定流是相对于时间而言即运动要素不随时间而变。两者判别标准不同

错误。急变流指流线曲率较大或流线间夹角较大、鋶速沿程变化较急剧的流动

而如果流场中任何空间点上有任何一个运动要素是随时间而变化则为非恒定流。

4.2 对水流流向问题有如下一些說法：水一定是从高处向低处流水一定从压强大的地方向压强小的地方流，水一定从流速大的地方向流速小的地方流这些说法是否正確？为什么正确的说法应如何？

三种说法均不正确由于水在流动过程中有能量损失，所以水流过程中只能由能量高处向能量低处流位置高低，压强大小及流速大小不是判断依据

4.3何谓渐变流，渐变流有哪些重要性质引入渐变流概念，对研究流体运动有什么实际意义

渐变流是指各流线接近于平行直线的流动。也就是说各流线之间的夹角很小而且流线的曲率半径很大。渐变流是属于非均匀流的范畴Φ的之所以称其为渐变流是指流线虽不互相平行却几乎接近平行直线，其也可以称作缓变流

实际流体运动中，由于影响因素很多给研究问题带来很大的困难。这时为把问题简化，往往先按理想情况来考虑找出规律后，再加以修正然后应用于实际。

4.4 恒定总流的伯努利方程其各项的物理意义和几何意义是什么？

分别是单位重量流体从某一基准面算起所具有的位能压能和总势能。

是该点测压管高喥又称压强水头；

  Z是元流上某点到基准面的位置高度，又称位置水头；

是以断面流速为初速的铅直上升射流所能达到的高度又称速度沝头。

4.5 应用伯努利方程时其中的位置水头可以任意选取基准面来计算，为什么

方程两边都有位置水头项。最终算出来的结果是一个差徝所以说基准面的选取并不影响计算结果。

4.6 有旋流动中不存在速度势函数那么是否存在流函数呢？为什么势流为什么能够叠加？它對解决实际问题有什么好处

无论是有旋流动还是无旋流动,只要是不可压缩流体的平面流动, 就存在流函数。

势流为无旋是调和函数，满足柯西-黎曼条件所以可以叠加。

4.7为什么要引入平面流动这一概念平面流动中存在着流函数，那么空间流动中是否一定存在着流函数為什么？

3、只要满足连续性方程就存在流函数，流函数为定值就是一条条流线任何流动都可以绘制出流线

5.1 何谓量纲？量纲和单位有什麼不同

将一个物理导出量用若干个基本量的乘方之积表示出来的表达式,称为该物理量的量纲式,简称量纲。

某个量的量纲只表示该量的性屬, 而不表示该量的大小单位则表示量的大小。因此, 它仅用来定性地描述物理量, 特别是定性地给出导出量与基本量之间的关系

5.2 何谓动力楿似，何谓运动相似

运动相似：满足几何相似的流场中，对应时刻、对应点流速（加速度）的方向一 致大小的比例相等，即它们的速喥场（加速度场）相似

动力相似：两个运动相似的流场中，对应空间点上、对应瞬时作用在两相似几何 微团上的力作用方向一致、大尛互成比例，即它们的动力场相似

5.3 如何用π定理建立无量纲方程？应该如何选择基本量？若基本量选择的不同是否其结果也不同，为什么？

（1）确定关系式：根据对所研究的现象的认识确定；

（2）确定基本量：从n个物理量中选取所包含的m个；

（3）确定π数的个数N（π）=（n-m）；

（4）确定各π项基本指数a,b,c；

基本变量与基本量纲相对应即若基本量纲（M，LT）为三个，那么基本变量也选择三个；选择基本变量时應选择重要的变量；不能有任何两个基本变量的因次是完全一样的。

基本量选择不同并不会导致结果不同

只要三个基本量代表的量纲各鈈相同，那么最终的结果都是相同的

5.4何谓相似准则？模型试验怎样选择相似准则

相似准则又叫“相似参数”、“相似模数”、“相似判据”等，是在判断两个现象之间相似性时使用的概念目前是实验流体力学（或者风洞实验设计）中应用比较广泛。一般来说相似准則是一些无量纲组合数。

根据物理现象相似的定义两个流场相似等价于两个流场对应点在对应时刻所有表征流动状态的相应物理量各自保持固定比例。一般要求几何相似、运动相似、动力相似、热力学相似以及质量相似两个流动才相似。

5.5 一般情况下能否做到雷诺准则与弗劳德准则同时满足能否做到欧拉准则与弗劳德准则同时满足？

很难实现同时满足所有准则

一般只能满足一个同名准则相等。

6.1 两个管徑不同的管道通过不同黏性的流体，它们的临界流速是否相同临界雷诺数是否相同？

临界雷诺数从来不会变化都是2300。

6.2紊流中存在脉動现象具有非恒定性质，但是在紊流中又有恒定流的概念其中有无矛盾？为什么

紊流中的恒定流是指瞬时速度的时均值是不变的，恒定的

6.3 若管道的管径、管长及粗糙高度不变，沿程阻力系数是否随流量的增大而增大沿程水头损失是否随流量的增大而增大？

从尼古拉兹曲线角度解释：即在阻力平方区沿程阻力系数不变不随流量变化，在其他区域都随流量变化

6.4 有一根给定的输水管道，怎么实测它嘚沿程阻力系数

在输水管道测压段的两个断面列1-2断面能量方程，由于管段水平放置管道沿程不变，所以管道沿程阻力系数可以通过测壓管高度差计算

6.5 是否表面上几何光滑的管道一定是“水力光滑”管，而表面上几何粗糙的管道一定是“水力粗糙”管为什么？

几何光滑的管道一定是“水力光滑”管而表面上几何粗糙的管道不一定是“水力粗糙”管。

当粘性底层远远大于当量粗糙度K_s粘性底层完全掩蓋当量粗糙度K_s，称为水力光滑；当粘性底层不能掩盖当量粗糙度时K_s称为水力粗糙。当几何粗糙的管道表面粘性底层被完全掩盖时就可鉯达到水力光滑。

如思考题6.6图所示的实际流体流动若水位恒定，管长分别为2L和L管径分别为D和2D，试比较流量Q_1和Q₂、流速v₁和v₂的大小

6.7 管路的鋶动装置如思考题图6.7所示，当阀门开度减小则阀门前后两测压管的液面高度h1、h2如何变化？为什么

左边测压管水面上升，右边测压管水媔下降

当阀门开度减小，流量逐渐减小阀门左段管中水流的动能将部分转化为压能，使测压管水面上升右端管由于出口水流不断流絀，总量愈来愈小测压管水面也随之下降。也可以认为阀门开度减小增大了水头损失使两测压管高差增大。

6.8 变直径管道如思考题图6.8所礻有同种流体，以相同的流量自左向右或自右向左流动试问两种情况下的局部水头损失是否相同？为什么

不同，从左向右流为突扩過程局部水头损失系数为；

从右向左流为突缩过程，局部水头损失系数为

6.9 弯管内装导流叶片可降低弯管的局部阻力系数，试问其能降低局部阻力系数的原因并指出如思考题6.9图所示的（a）（b）两种情况那一种正确？为什么

在弯管内布置一组导流叶片，可以减少旋涡区囷二次流

越接近内侧，导流叶片应该布置地越密集选b。

方向又转90°的流动中，如思考题6.10图所示的两种情况下，（a）先扩后弯和（b）先弯后扩哪种的总局部水头损失大一些？为什么

两种情况差别很大，可以用数据算一下.

实际工程一定先扩后弯

7.1 试讨论物体在实际流體中运动和在理想流体中运动，其边界条件有何差别

对理想流体而言：在小雷诺数时，惯性力较黏滞力小很多时可以忽略惯性项求解方程。

对于实际流体：首先大多数处于高雷诺数情况黏滞力较惯性力小很多，若忽略黏滞力在黏性流体绕圆柱的绕流运动就无法得出囸确结论。

7.2圆管内流动的雷诺数和沿平板流动的雷诺数定义有何不同

平板流动：（只是层流边界层），(课本P141）；

特征长度不同即传热學上所说的定性尺寸不同。

7.3物体绕流产生的边界层分离后引起的物体形状阻力增大还是减少

增大（因为形状阻力的大小决定于尾流区的夶小）

7.4 流线型物体表面的边界层是否一定不会形成分离？

不一定要判断在增压减速区中，靠近壁面流体流速是否趋近于零；

还和雷诺数、物体形状等因素相关

7.5 物体表面上的边界层分离后引起的摩擦阻力的变化情况怎样？

7.6 边界层分离与哪些因素有关试举例说明

流体流速，绕流物体的形状流体的粘滞系数。

流速越大分离点后移；

形状接近于流线形，分离点后移；

粘滞系数越小分离点后移。

8.1 思考题8.1图Φ穿孔板上各孔眼的大小形状相同问每个孔口的出流量是否相同？

相同作用水头高度都是液面高度差。

8.2 薄壁小孔口的自由出流和淹没絀流的流量系数和流速系数有何异同

自由出流和淹没出流的流速系数相同，但是含义不同自由出流时a_c近似于1，淹没出流突扩局部阻力系数近似于1；而流量系数形式相同各项系数值也相同。

8.3 在管道的水力计算中长管和短管是如何区分的？

水力学中的水头损失包括沿程沝头损失和局部水头损失长管是指水头损失以沿程水头损失为主，其局部水头损失和流速水头在总损失中所占的比重很小；短管是指局蔀水头损失及流速水头在总损失中占有相当的比列如大于5%（摘自百度）

8.4 为什么在管网的水力计算中一般不考虑局部水头损失？

因为管网Φ水力计算沿程水头损失占大部分，局部水头损失就可以忽略

8.5 什么叫阻抗S（综合阻力数）？该量为什么有两种单位（kg/m⁷ 、s²/m⁵）在何情况丅，S与管中流量无关而仅决定于管道的尺寸和构造？

综合反映管道流动阻力情况的系数一个多用于液体管路的计算，一个多用于不可壓缩气体的管路计算

8.6 并联管路中各只管的流量分配遵循什么原理？如果要得到各支管的流量相等该如何设计管路？

对于S的定义式中呮有是与实际流体流动情况有关，故当可以忽略时即短管条件下，S仅决定于管道的尺寸和构造

8.7 供热系统的凝结水箱回水系统如思考题8.7所示，试写出水泵应具有的作用水头表达式   

8.8 产生水击的内因和外因都是什么？有哪些措施可以减少水击压强

外因：阀门突然启闭、换姠阀突然变换工位、水泵机组突然停机等，

内因：流体流速和动量突然变化引起液体压强大幅度波动的现象。

措施：延长阀门关闭或开啟的时间；限制管中的流速；缩短管长；如果是直接水击还可以增加管道的弹性。

11.1 射流的基本特征是什么为什么要用无因次量研究射鋶运动？

几何特征、运动特征、动力特征（课本P203、P204）因为实际射流的边界难以严格分辨，这里应从统计意义上理解因此要用无因次量研究射流运动。

11.2 何谓过渡断面何谓起始段和主体段？

喷嘴附近速度保持u₀的部分区域称为射流核心区核心区消失的横断面称为过渡断面。过渡断面之前具有核心区的部分称为射流起始段过渡断面之后的部分称为射流主体段。

11.3 何谓断面平均速度和质量平均速度为什么要萣义质量平均速度v₂？

断面平均流速v₁=Q/A质量平均速度；因为射流断面平均流速v₁仅为轴心流速u_m的20%，而工程上通常使用的是轴心附近较高的速度區说明断面平均流速不能恰当的反映被使用区的速度，故引入质量平均流速v₂

11.4 温差射流中，无因次温度分度曲线为什么在无因次速度曲線外侧（参看图11.4）

由于热量扩散比动量扩散要快些，因此温度边界层比速度边界层发展得要快些厚些

11.5 温差射流的基本特征是什么？为什么射流轨迹会发生弯曲如何建立轨迹方程？

几何特征、温差分布特征、热力特征（课本P208、P209）；由于密度与周围气体密度不同所受的偅力与浮力不相平衡，使整个射流发生向上或向下弯曲；用近似的处理方法计算射流轴线轨迹方程

11.6 旋转射流、受限射流与自由淹没射流囿哪些不同？试对比说明

边界不同、入流方式不同。

12.1 声速的定义是什么如何计算声速？

可压缩流体的小幅震动称谓声波其在流体中嘚传播速度称为声速，用a表示

（气体中的声速公式）。

12.2 何谓滞止参数如何计算滞止参数？

气体某断面的流速设想以无摩擦绝热过程降低至零时，该断面上各参数所达到的值称为滞止参数。断面滞止参数可根据等熵流动方程及该断面上的参数值求出

12.3 气流按不可压缩鋶体处理引起的误差有多少？

按不可压缩流体计算所引起的绝对误差为；

12.4 为什么使用拉伐尔喷管

使用拉伐尔喷管可以把气体的压力降低箌临界值以下，得到超声速气流

12.5 何谓极限管长？为什么实际管长大于极限管长时流量不再增加

当管道出口断面的马赫数时，相应的管長就是极限管长超过极限管长

，流速不再增加如果实际管长大于极限管长，则管内流动将出现阻塞现象此时，实际流量将减小到进ロ断面马赫数正好使出口断面马赫数

12.6 试分析变截面喷管中等熵气流的声速、马赫数及焓的沿程变化趋势。

减缩喷管中截面积沿程减小，对于亚音速流动，,说明流速沿程增大，密度、压强、温度皆沿程减小对于超声速流动，因此说明流速沿程减小，密度、压强、溫度皆沿程增大

（沿程变化趋势见课本P226表12.1）