工程流体力学考试试题2

1. 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?

A G 30cm B θ 2.以Langrange变数(a,b,c)给出流体的运动规律为

xae2ttybe zcet(1) 求速度场；

(2) 流场是否是定常的？

(3)求t=0时刻过空间(1,1,1)点的流线； (4)求t=0时刻过空间(1,1,1)点的迹线。

3.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。设跃水前后流速在截面上分布为均匀的，压力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。证明：

2h218V1(1)11h12gh1； (2)水跃只有在V1gh1时才有可能发生；

2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 h1 V1 V1 (a) (b) V2 4.考虑两块无限平板间的粘性不可压缩流体的定常层流运动。设两板间距离为h，流体密度和粘性系数分别为ρ和μ，流体的质量力不计，若沿板向压力梯度为常数，上板固定不动，下板以常速U1在其自身平面内作直线运动。求: (1)板间流体的速度分布； (2) 任意截面上流体的质量流量； (3) 平均速度； (4) 最大速度；

(5) 作用在上下板上的摩擦应力。

h 题4

5.图示管路系统，CD管中的水由A、B两水池联合供应。已知L1=500m,L0=500m,L2=300m,d1=0.2m,d0=0.25m,λ

0

1

=0.029,λ

2

=0.026,λ

=0.025,Q0=100L/s.求Q1、Q2及d2。

20m 19m A B L1 d1 Q1 L2 d2 Q2 C L0 d0 Q0 D 5m a