北京科技大学土木与环境工程学院842工程流体力学历年考研真题汇编.pdf

目录2014年北京科技大学土木与环境工程学院842工程流体力学考研真题2013年北京科技大学土木与环境工程学院842工程流体力学考研真题2012年北京科技大学土木与环境工程学院842工程流体力学考研真题2011年北京科技大学土木与环境工程学院842工程流体力学考研真题2010年北京科技大学土木与环境工程学院842工程流体力学考研真题2009年北京科技大学土木与环境工程学院842工程流体力学考研真题2008年北京科技大学土木与环境工程学院842工程流体力学考研真题2007年北京科技大学土木与环境工程学院442工程流体力学考研真题2014年北京科技大学土木与环境工程学院842工程流体力学考研真题北京科技大学2014年硕士学位研究生入学考试试题试题编号：842 试题名称：工程流体力学 （共4页）适用专业：流体力学说明：所有答案必须写在答题纸上，做在试题或草稿纸上无效。一、问答题（45分）1说明液体和气体的粘度随温度的变化规律，并解释其原因。（4分）2简述研究流体运动的两种方法及其关系。（6分）3简述什么是物质导数。物质导数表达式如下:，对其两部分进行解释。（4分）4写出相似准则中弗劳德（Froude）数、欧拉（Euler）数和雷诺（Reynold）数的计算公式，并分别说明这三个相似准则数的物理意义。（6分）5管道中的流体流动根据雷诺数的不同可分为哪五个区域？其沿程阻力系数 与雷诺数和管壁的相对粗糙度是否有关系？（10分）6写出粘性流体伯努利方程式的数学表达式，并简述其物理意义。（10分）7层流底层与边界层的定义及关系。（5分）二、推导题（25分）1根据实验观测，管中流动由于沿程摩擦而造成的压强差与下列因素有关：管路直径、管中平均速度、流体密度、流体动力黏度、管路长度、管壁的粗糙度，试用定理分析水管中流动的沿程水头损失。（10分）2圆管中流体发生层流，取圆管中任意一个圆柱体进行受力分析，所有参数如图1所示。在定常流动中这个圆柱体处于平衡状态，即在y方向上圆柱体两端面上压力和圆柱面上摩擦力的投影和为0。根据受力平衡分析法，推导出圆管层流速度分布公式和管中流量公式即哈根-泊肃叶（Hagen-Poiseuille）公式。（已知流体层流符合牛顿内摩擦定律）（15分）图1三、计算题（80分）1水池中盛水如图2所示。已知液面压强，求水中点，以及池壁，点和池底点所受的静水压强。（10分）图22如图3所示，A、B为两容器，容器A装的是水，容器B装的是酒精，重度为8 kN/m3，用U形水银压差计测量A、B中心点的压差，已知m，m，m，求其压差。（15分）图33如图4所示，倾斜闸门AB，宽度B为1m（垂直于图面），A处为铰链轴，整个闸门可绕此轴转动。已知水深H=3m，h=1m，闸门自重及铰链中的摩擦力可略去不计。求升起此闸门时所需垂直向上的力。（20分）图44两水箱之间的水管内恒定水流如图5所示。水位，；管径，；两段管长，；沿程阻力系数，。求管中流量。（取管进口局部阻力系数为0.5，管出口局部阻力系数为1）（20分）图55恒定水位的大水池中的水经过的孔口流入直径的圆形水池中（图6所示）。初始时刻水位差，求圆形水池中水位上升2 m需多长时间？设孔口流量系数。（15分）图62013年北京科技大学土木与环境工程学院842工程流体力学考研真题北京科技大学2013年硕士学位研究生入学考试试题试题编号：842 试题名称：工程流体力学 （共3页）适用专业：流体力学说明：所有答案必须写在答题纸上，做在试题或草稿纸上无效。一、填空题（共10题，每题2分，共20分）1描述流体运动的两种方法是 法和 法。2按照管路中的沿程损失和局部损失所占的比例不同，可将管路分为 和 两种类型。3流体运动的力学相似包括 相似、相似和动力相似。4在并联管路中，各并联管段上的流体总机械能损失（A不等 B相等 C不一定相等）。5流体力学的3种研究方法是理论方法、方法和 方法。6 流体质点的运动轨迹是 ，它表示了流体质点在一段时间内的运动情况。7管嘴按其形状可分为圆柱形外管嘴、管嘴、圆锥形收缩管嘴、圆锥形扩展管嘴、管嘴等。8流体中压强相等各点所组成的平面或曲面叫作 。9流体在管道中运动时可以用 来判别流体的流态。10液体的运动粘性系数随温度的升高而（A增大 B减少），气体的运动粘性系数则随温度的升高而（A增大 B减少）。二、简答题（共10题，每题8分，共80分）1解释流体质点和连续介质的概念。2简述什么是定常场和非定常场。3请写出伯努利方程式的数学表达式，并简述其物理意义。4拉格朗日法和欧拉法的基本思想。5什么是定常场和非定常场，并写出定常场的数学表达式。6什么是流线？并简述它们特点。7简述什么是均匀场和非均匀场，并写出均匀场的数学表达式。8简述什么是物质导数，对其组成部分进行解释。9写出相似准则中弗劳德（Froude）数、欧拉（Euler）数和雷诺（Reynold）数的计算公式，并分别说明这三个相似准则数的物理意义。10管道中的流体流动根据雷诺数的不同可分为哪五个区域？其沿程阻力系数 与雷诺数和管壁的相对粗糙度是否有关系？三、计算题（30分）1如图1所示，水平突然缩小管路的，水的流量为，用汞测压计测得，试求突然缩小的水头损失（5分）。图12一矩形平板高为1.5m，宽为1.2m，倾斜放置在水中，其倾斜角为60，有关尺寸如图2示。求作用在平板上总压力的大小和作用点（10分）。图23如图3所示，消防水龙带直径，长，末端喷嘴直径，入口损失，阀门损失，喷嘴（相对于喷嘴出口速度），沿程阻力系数，水箱计示压强，试求喷嘴出口速度。（15分）图3四、论述题（20分）简述流体力学在你所研究领域的应用现状及发展趋势。2012年北京科技大学土木与环境工程学院842工程流体力学考研真题北京科技大学 2012年硕士学位研究生入学考试试题试题编号：842 试题名称：工程流体力学 （共 3 页）适用专业：土木工程、流体力学说明：所有答案必须写在答题纸上，做在试题或草稿纸上无效。一、问答题1解释流体质点和连续介质的概念。（4分）2解释系统和控制体的概念。（4分）3流体力学的三种研究方法是什么？并解释三种方法的相互关系。（6分）4说明液体和气体的粘度随温度的变化规律。（4分）5拉格朗日法和欧拉法的基本思想。（8分）6什么是定常场和非定常场，并写出定常场的学表达式。（6分）7什么是流线、迹线？并简述它们特点。（6分）8简述什么是等压面，并写出数学表达式。（4分）9简述什么是均匀场和非均匀场，并写出均匀场数学表达式。（6分）10简述什么是物质导数。物质导数表达式如下:，对其两部分进行解释。（6分）11写出相似准则中弗劳德（Froude）数、欧拉（Euler）数和雷诺（Reynold）数的计算公式，并分别说明这三个相似准则数的物理意义。（6分）12管道中的流体流动根据雷诺数的不同可分为哪五个区域？其沿程阻力系数 与雷诺数和管壁的相对粗糙度是否有关系？（10分）13请写出伯努利方程式的数学表达式，并简述其物理意义。（10分）14请写出直角坐标系下微分形式的连续方程的数学表达式，并解释其物理意义。（10分）15请写出二维直角坐标系下黏性流体微分形式的动量方程，并简述其物理意义。（10分）二、计算题1如图1所示，A、B为两容器，容器A装的是水，容器B装的是酒精，重度为8 kN/m3，用U形水银压差计测量A、B中心点的压差，已知m，m，m，求其压差。（10分）图12水泵装置如图2所示。水泵安装高度m，高、低水池液面高差m。吸水管的管径m，长度m，沿程水头损失系数，总的局部水头损失系数；压力管的管径m，长度m，沿程水头损失系数，总的局部水头损失系数。测得水泵出口的表压强Pa。试计算水泵输水量，水泵扬程，水泵有效功率。（取动能修正系数为1）（15分）图23直径d=10 mm的薄壁小孔口，在恒定水头H=2m的作用下，测得收缩断面c-c处流股直径dc=8mm,充满10l体积的水所需时间32.8s，求该孔口出流的收缩系数、流量系数、流速系数及局部阻力系数值。（10分）4如图3所示，消防水龙带直径，长，末端喷嘴直径，入口损失，阀门损失，喷嘴（相对于喷嘴出口速度），沿程阻力系数，水箱计示压强，试求喷嘴出口速度。（15分）图32011年北京科技大学土木与环境工程学院842工程流体力学考研真题北京科技大学2011年硕士学位研究生入学考试试题试题编号：842 试题名称：工程流体力学（共 3 页）适用专业：土木工程、流体力学说明：所有答案必须写在答题纸上，做在试题或草稿纸上无效。考生带计算器、直尺一、简答分析题（共60分）1有一不可压缩流体平面流动，其速度分布规律为u=x2siny，v=2xcosy，试分析该流动是否连续。（共10分）2能量方程中各项的几何意义和能量意义是什么？（共8分）3对于静止液体，什么是等压面？等压面的方程如何表示？等压面的特征有哪些？（共8分）简述压强的表示方法？（共3分）两流力学相似的条件？（共3分）6雷诺数是什么？雷诺数（Re）的物理意义是什么？（共8分）7什么叫总水头线和测压管水头线？均匀流的测压管水头线和总水头线的关系怎样？测压管水头在什么条件下会下降？又在什么条件下会上升？又在什么条件下为水平？为什么？试推论之。（共12分）8紊流不同阻力区（光滑区、过渡区、粗糙区）沿程阻力系数的影响因素有何不同？（共8分）二、推导题（共30分）1有一流场，其流速分布规律为：uky，v=kx，w=0，推导其流线方程，并说明其流线的图形。（共15分）2推求流体静平衡微分方程。（共15分）三、计算题（共60分）1如图所示为双杯双液微压计，杯内和形管内分别装有密度1=lOOOkg/m3和密度2=13600kg/m3的两种不同液体，大截面杯的直径100mm，形管的直径d=10mm，测得h=30mm，计算两杯内的压强差为多少？（共10分）2大管直径d1=5m/s,小管直径d2=1m,已知大管仲过流断面上的速度分布为v=6.25-r2m/s。求管中流量及小管中的平均速度。（式中r表示点所在半径，以m计）（共15分）3输送润滑油的管子直径8mm，管长15m，如图所示。油的运动黏度 m2/s，流量12cm3/s，求油箱的水头h（不计局部损失）。（共15分）4不同管径的两管道的连接处出现截面突然扩大。管道1的管径d10.2m，管道2的管径d20.3m。为了测量管2的沿程阻力系数以及截面突然扩大的局部阻力系数，在突扩处前面装一个测压管，在其它地方再装两测压管，如图所示。已知l11.2m，l23m，测压管水柱高度h180mm，h2162mm，h3152mm，水流量Q=0.06m3/s，试求和。（共20分）2010年北京科技大学土木与环境工程学院842工程流体力学考研真题2009年北京科技大学土木与环境工程学院842工程流体力学考研真题2008年北京科技大学土木与环境工程学院842工程流体力学考研真题2007年北京科技大学土木与环境工程学院442工程流体力学考研真题