工程流体力学试题集
简答题
1. 水击现象及产生的原因
2. 雷诺数、富劳得数、欧拉数的物理意义 3. 什么是流线、迹线，其主要区别 4. 压力管路的主要特点 5. 什么是压力体
6. 流体静压力的两个重要特性 7. 串联、并联管路的主要特点
8. 系统、控制体（系统和控制体的异同点） 9. 气体和液体粘度随温度变化有何不同 10. 欧拉平衡关系式及其适用条件 11. 质量力、表面力的作用面及大小
12. 研究流体运动的两种方法及其它们的主要区别
解答题
13. 矩形闸门AB可绕其顶端的A轴旋转，由固定在闸门上的一个重物来保持闸门的关闭。
已知闸门宽120cm，长90cm，整个闸门和重物共重1000kg，重心在G点处，G点与A
点的水平距离为30cm，闸 门与水平面的夹角??60，求水深为多少时闸门刚好打开?
?
14. 设流场的速度分布为
u?4t-2y2x , v?x2?y2x2?y21,y?1点上流体质点的加速度。 试确定（1）流场的当地加速度；（2）t＝0时，在x＝15. 高速水流在浅水明渠中流动，当遇到障碍物时会发生水跃现象，其水位将急剧上升（如
图中(a)所示），其简化模型如图(b)所示。设水跃前后流速在截面上分布为均匀的，压力
1
沿水深的变化与静水相同。如果流动是定常的，壁面上的摩阻可以不考虑。 求证：
2h21?8V1（1）???1?1?h12?gh1???； ??（2）水跃只有在V1?gh1时才有可能发生；
3?h2?h1?（3）水跃过程中单位质量流体的机械能损失为g。
4h1h2
h2 V2 h1 h 2 V 2 h1 V1 V1 (a) (b)
16. 有一粘度为?、密度为?的流体在两块平板内作充分发展的层流流动，平板宽度为h，两块平板之间的距离为?，在L长度上的压降为?P，上下两块平板均静止。 求：（1）流体的速度分布；
（2）流速等于平均流速的位置。
y ?x 17. 已知u?－yx检查此流动是否是势流？并求该流动的势, v?，w?0，2222x?yx?y函数，流函数，迹线方程。
18. 有一串并联管路，连接两个水池，两水池的水面差为6m，管路直径d1=100cm，
d2=d3=50cm,，每段管长均为200m，沿程阻力系数为：λ1＝0.016，λ2＝0.01，λ3＝0.02。忽略局部阻力，如图所示，求l1管段的流量Q。
Δd 2 l2 λd 1 l1 λ12d 3 l3 λ3 19. 如图所示，一圆柱体放在不同液体中，已知其长度L=10m，D＝2m，油的相对密度为
2d 2 l2 λ
Δ2
0.8，深度为
D，求作用在圆柱上的各分力大小和方向。 2油 水 20. 已知流场中速度分量分别为：u?2yt?t3，v?2xt，求时刻t=2，过点（0，1）的流线。
21. 如图所示，溢流坝内外水位高度分别为h1、h2，水的密度为?，求水流对坝体的作用力。
h1
h2
22. 如图所示，运动平板与固定平板间的缝隙为h＝0.1mm，中间液体的动力粘度
??0.1Pa·s，上板长L＝10cm，宽b＝10cm。上板运动速度为u＝1.0m/s，相对压强p1?0
Pa，p2?106 Pa，求维持平板运动所需的拉力
L u P1 h P2 2223. 不可压缩流体的速度分量为：u?x?y，v??2xy，w?0。流动是否连续？是否
无旋？求速度势函数。 24. 图所示，已知H＝20m，l1＝150m，l2＝80m，l3＝80m，l4＝200m，d1＝100mm，d2＝100mm，
d3＝80mm，d4＝120mm，λ=0.025，求管路系统的水流量。
H
l2 l4 l1
Q Q
l3
3
25. 一矩形闸门两面受到水的压力，右边水深H1＝5米，左边水深H2＝3米，闸门与水平
面成?＝45°倾斜角，闸门宽度1米，求作用在闸门上的总压力及作用点。
H2 H1 ? 226. 已知某一流场中的速度分量，u?ax?t，v??ay?t2w?0，a为常数，求流线和
迹线。
27. 图示一管路系统，CD管中的水由A、B两水池联合供应。已知L1?800米、L2?600米，L0?800米，d1?0.2米，d0?0.25米，?1?0.026，?2?0.026，?0?0.025，
Q0?100升/秒。求Q1、Q2及d2。
A 35m B 30m
L2 d2 Q2 L d Q 111
C 1m L0 d0 Q0 D
28. 有一圆形滚门，长1米（垂直图面方向），直径D＝4米，两侧有水，上游水深4米，
下游水深2米，求作用在门上的总压力大小。
4m D 2m
29. 设一平面流场，其速度表达式是：u?x?t，v??y?t，w?0，求t=0时，过（-1，
-1）点的流线和迹线
30. 密度为?的不可压缩流体以均匀速度 u 进入半径为R的水平圆直管，出口处速度分
4
?r2布为：u?umax(1?2)，R为管半径，进出口压力分别为P1、P2。
R
求：1）最大流速umax；
2）流过圆管的流量； 3）管壁对流体的作用力。
P1 u P2
31. 如下图所示，设有一具有自由表面的薄层粘性流体的稳定层流，流体密度为?，粘度
为?，求1.流动的速度分布；2.自由界面下具有与平均流速相同速度的流体层的深度。
32. 已知平面流动的流函数??xy?2x?3y?10，求平面流动的势函数、速度分量。 33. 充分发展的粘性流体层流，沿平板下流时，厚度b为常数，且
?p＝0，重力加速度为g，?x求其流速分布关系式。
34. 如图所示，水从水头为h1的大容器经过小孔流出射向一块无重量的大平板，该平板盖
住了另一个大容器的一个水位为h2的小孔。设两小孔的面积相同。如果射流对平板的冲击力恰好与它受到的静水压力相等，求h1/h2。 h2 h 1
35. 已知平面流动的流函数??3xy?y，求势函数，并证明流速与距坐标原点的距离的
平方成正比。
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