【考研类试卷】2008年西安交通大学研究生入学考试（流体力学）真题试卷及答案解析.doc

1、2008年西安交通大学研究生入学考试（流体力学）真题试卷及答案解析(总分：72.00，做题时间：90 分钟)一、单项选择题(总题数：26，分数：52.00)1.单项选择题下列各题的备选答案中，只有一个是符合题意的。（分数：2.00）_2.下列有关流体的描述中错误的是( )。（分数：2.00）A.流体既无一定的体积，也无一定的形状B.在任意微小剪切持续作用下流体会发生连续变形C.流体具有粘性、可压缩性和易流动性D.粘性是流体抵抗流体层间相对运动的一种属性3.与牛顿内摩擦定律有关的因素是( )。（分数：2.00）A.流体的压强、速度、动力粘性系数B.流体的切应力、动力粘性系数、角变形率C.流体的法

2、向应力、温度、动力粘性系数D.流体的压强、动力粘性系数、线变形率4.下列关于粘性系数的描述正确的是( )。（分数：2.00）A.温度变化，气体粘性系数随之变化，而液体粘性系数则保持不变B.流体动力粘性系数等于流动粘性系数与密度的比C.运动粘性系数大的流体，动力粘性系数也大D.运动粘性系数的单位为 m 2 s5.设当地大气压强为 Pa，如果测得 A点的真空压强为 0510 5 Pa，B 点的表压为 310 4 Pa，则两点绝对压强之间的差 p A 一 p B 为( )Pa。（分数：2.00）A.0210 5B.一 0210 5C.810 4D.一 810 46.一圆桶中盛有水，静止时重力势相等的

3、面和当圆桶以等角速度绕中心轴旋转时，压强相等的面分别为( )（分数：2.00）A.水平面、斜面B.斜面、水平面C.抛物面、水平面D.水平面、抛物面7.在受到剪切力作用而运动的粘性流体中取一特定的系统，则该系统( )。（分数：2.00）A.与外界一定存在质量交换B.是欧拉方法下的概念C.形状、大小均随流体质点的运动而变化D.一般来说是固定不动的8.下列有关迹线和流线的描述中，正确的是( )。（分数：2.00）A.任意情况下，流线与迹线都不重合B.不同时刻流线的形状、位置不会发生变化，且与迹线重合C.不可压缩流动情况下，流线的疏密可以反映速度的相对大小D.在风向及风速变化的天气观察到的从烟囱里冒出

4、的烟是流线9.伯努利方程 （分数：2.00）A.可压缩流体、单位质量B.理想流体、单位质量C.粘性流体、单位重量D.不可压缩流体、单位重量10.已知水流绕过桥墩时所产生的绕流阻力 F与水流速度 v、水的密度 、水的动力粘性系数 、重力加速度 g、以及圆柱形桥墩的直径 R有关。则采用 定理确定绕流阻力表达式时，无量纲量个数为( )。（分数：2.00）A.2个B.3个C.4个D.5个11.通过模型实验研究船体的绕流兴波阻力特性，模型设计应采用( )。（分数：2.00）A.雷诺相似准则B.佛洛劳德相似准则C.欧拉相似准则D.马赫相似准则12.力学相似的条件是( )。（分数：2.00）A.几何相似、动

5、力相似、物性相似B.几何相似、运动相似、物性相似C.几何相似、运动相似、动力相似D.运动相似、动力相似、物性相似13.定常平面不可压缩流场中，通过两点间连线的体积流量等于( )值的差值。（分数：2.00）A.速度势函数B.速度C.压强D.流函数14.平面不可压缩流场中的流网是由( )构成的。（分数：2.00）A.流线和迹线B.流线和等势线C.流线和等压线D.等势线和等压线15.下列流动中，一定存在势函数的流动是( )。（分数：2.00）A.流体质点的迹线为直线的流动B.流体质点的迹线为圆的流动C.任一流体维团的旋转角度速度为零的流动D.定常流动16.绕流物体边界层中，( )。（分数：2.00）

6、A.惯性力可以忽略B.粘性力可以忽略C.惯性力和粘性力都可以忽略D.惯性力和粘性力都不能忽略17.采用边界层积分方程求解边界层流动的方法被称为近似方法，原因是( )。（分数：2.00）A.需补充方程，补充方程是近似的B.方程仅适用层流，近似适用紊流C.方程仅适用紊流D.方程本身是近似的18.下列流动中可能发生流动分离的流动是( )（分数：2.00）A.理想流体顺流平板流动B.粘性流体顺流平板流动C.理想流体绕曲面物体流动D.粘性流体绕曲面物体流动19.圆管内定常充分发展层流流动，过流断面上的速度分布为( )。（分数：2.00）A.线性分布，抛物线分布B.线性分布，对数分布C.抛物线分布，线性分

7、布D.对数分布，线性分布20.内、外直径分别为 D 1 、D 2 的充满运动流体的圆环形截面管道，其水力直径为( )。（分数：2.00）A.D 2 +D 1B.D 2 一 D 1C.05(D 2 +D 1 )D.05(D 2 一 D 1 )21.已知管内水流流动处于紊流粗糙管自模化区，则管道的沿程阻力损失系数 f将( )。（分数：2.00）A.随看雷话数增大而减少B.随着管壁相对粗糙度增大而不变C.随着雷诺数增大而增大D.随着管壁相对粗糙度的增大而增大22.产生局部阻力损失的主要原因( )。（分数：2.00）A.流体的惯性B.流体之间的摩擦力C.流体的压缩性D.流体中产生旋涡23.马赫锥面是超

8、音速流动中( )的分界面。（分数：2.00）A.静止和流动区域B.可压缩与不可压区域C.扰动区与未挽扰动区D.超音速和亚音速区域24.当收缩喷管出口处气流速度达到临界音速时，若进寸步降低出口外部的背压，喷管内气流速度将( )。（分数：2.00）A.增大B.减小C.不变D.不能确定25.下列有关正激波的描述中正确的是( )。（分数：2.00）A.流体力学中，分析正激波内的物理现象可运用连续介质模型B.气流通过正激波是等熵压缩过程，总温保持不变C.超音速气流经过正激波后速度减小，压强增大D.气流通过正激波后熵不变26.速度系数入表示的是当地速度与( )的比值。（分数：2.00）A.当地音速B.滞止

9、音速C.最大速度D.临界音速二、计算题(总题数：10，分数：20.00)27.设有长 l=1200m，直径 d=150mm的水平管道，出口的压强为大气压，入口的表压强为 096510 6 Pa，管内石油的密度 =920kgm 3 ，运动粘性系数 =410 -4 m 2 s，试求： (1)油的体积流量。 (2)流过管道时的损失。（分数：2.00）_28.一不可压缩流体的平面定常流动，y 方向的速度分量为 v=x+y 2 ，且 x=0时，u=0，求 x方向速度分量u以及流体质点的加速度在 x方向的分量 a x 的表达式。（分数：2.00）_29.如图附录 21所示，水在管道中自下而上流动，已知 d

10、 1 =15cm，d 2 =30cm，H=80cm，U 形管中装有水银，h=10cm，求： (1)1、2 两截面处的压强差 p 1 -p 2 ； (2)通过管道的体积流量 Q(设水为理想流体，水银的密度为 13600kgm 3 ，水的密度为 1000kgm 3 ，重力加速度 g=981ms 2 )。 （分数：2.00）_30.如图附录 22所示，管路由不同直径的两管前后相接所组成，小管直径 d A =02m，大管直径 d B =04m，水在管中流动时，A 点压强为 p A =70kPa，B 点压强 p B =40kPa，B 点流速为 v B =1ms，判断水在管中的流动方向。( k =1000

11、kgm 3 ，g=981ms 2 ) （分数：2.00）_31.采用风洞中的模型试验来模拟测定汽车行驶时的阻力，已知汽车高为 h P =12m，行驶速度 v P =1008kmh。在风洞中风速 v m =42kmh 时测得模型汽车的阻力 F m =15kN，试求模型汽车高度及汽车受到的阻力。(假设风洞中空气和汽车行驶时周围环境空气状态相同)（分数：2.00）_32.若已知一定常平面流动的速度分布为 u=一 4y，v=一 4x+1。试问：(1)该流动是否为势流?若是，求出速度势函数；(2)该流动是否存在流函数?若存在，求出流函数。（分数：2.00）_33.如图附录 23所示装置(其轴线水平放置)

12、中，水从左向右流动，从管道流出后射在 90弯板上，已知弯板在水平方向受力 F为 20N，d 1 =10cm，d 2 =7cm，d 3 =15cm，活塞直径 D=20cm。求：(1)水流的体积流量；(2)作用在活塞上的力。(水的密度 =1000kgm 3 ，重力加速度 g=981ms 2 ，设流动为定常流动，忽略摩擦力、重力和连杆面积)。 （分数：2.00）_34.如图附录 24所示一抽水系统，体积流量 Q=01 m 3 s，吸水管长度 l=30m，压水管长度 l=500m，管径 d 1 =d 2 =300mm，各管道沿程阻力损失系数 f=0025，吸水管局部阻力损失系数 滤网 =60， 弯头

13、=04，压水管局部损失可忽略不计。已知水泵进水口的最大允许真空压强的 6m水柱，若水泵的提水高度 H=100m，求： (1)水泵的最大安装高度 Z max 。 (2)水泵的输出功率。(v 水 =1010 -6 m 2 s，=1000kgm 3 ，g=981ms 2 ) （分数：2.00）_35.空气由一大容器经缩放喷管等熵地流出，已知容器中压强 p 0 =4810 5 Pa，温度 T 0 =316K，喷管出口截面积为 20cm，背压 P B =100kPa，求： (1)喷管出口截面上的气流速度和马赫数； (2)喷管质量流量； (3)喷管喉部截面积。(空气的 R=287N.s(kg.K)，=14

14、)（分数：2.00）_36.空气温度 40(密度 =1128kgm 3 ，动力粘性系数 =1910 5 N.sm 2 )，以 U=40ms 的速度顺流流过长 4m、宽 3m的平板，流动方向和长边一致。假定临界雷诺数 Re cr =510 5 ，求平板两侧受到的总的摩擦阻力和平板尾部边界层厚度。（分数：2.00）_2008年西安交通大学研究生入学考试（流体力学）真题试卷答案解析(总分：72.00，做题时间：90 分钟)一、单项选择题(总题数：26，分数：52.00)1.单项选择题下列各题的备选答案中，只有一个是符合题意的。（分数：2.00）_解析：2.下列有关流体的描述中错误的是( )。（分数：

15、2.00）A.流体既无一定的体积，也无一定的形状 B.在任意微小剪切持续作用下流体会发生连续变形C.流体具有粘性、可压缩性和易流动性D.粘性是流体抵抗流体层间相对运动的一种属性解析：3.与牛顿内摩擦定律有关的因素是( )。（分数：2.00）A.流体的压强、速度、动力粘性系数B.流体的切应力、动力粘性系数、角变形率 C.流体的法向应力、温度、动力粘性系数D.流体的压强、动力粘性系数、线变形率解析：4.下列关于粘性系数的描述正确的是( )。（分数：2.00）A.温度变化，气体粘性系数随之变化，而液体粘性系数则保持不变B.流体动力粘性系数等于流动粘性系数与密度的比C.运动粘性系数大的流体，动力粘性系

16、数也大D.运动粘性系数的单位为 m 2 s 解析：5.设当地大气压强为 Pa，如果测得 A点的真空压强为 0510 5 Pa，B 点的表压为 310 4 Pa，则两点绝对压强之间的差 p A 一 p B 为( )Pa。（分数：2.00）A.0210 5B.一 0210 5C.810 4D.一 810 4 解析：6.一圆桶中盛有水，静止时重力势相等的面和当圆桶以等角速度绕中心轴旋转时，压强相等的面分别为( )（分数：2.00）A.水平面、斜面B.斜面、水平面C.抛物面、水平面D.水平面、抛物面 解析：7.在受到剪切力作用而运动的粘性流体中取一特定的系统，则该系统( )。（分数：2.00）A.与外

17、界一定存在质量交换B.是欧拉方法下的概念C.形状、大小均随流体质点的运动而变化 D.一般来说是固定不动的解析：8.下列有关迹线和流线的描述中，正确的是( )。（分数：2.00）A.任意情况下，流线与迹线都不重合B.不同时刻流线的形状、位置不会发生变化，且与迹线重合C.不可压缩流动情况下，流线的疏密可以反映速度的相对大小 D.在风向及风速变化的天气观察到的从烟囱里冒出的烟是流线解析：9.伯努利方程 （分数：2.00）A.可压缩流体、单位质量B.理想流体、单位质量 C.粘性流体、单位重量D.不可压缩流体、单位重量解析：10.已知水流绕过桥墩时所产生的绕流阻力 F与水流速度 v、水的密度 、水的动力

18、粘性系数 、重力加速度 g、以及圆柱形桥墩的直径 R有关。则采用 定理确定绕流阻力表达式时，无量纲量个数为( )。（分数：2.00）A.2个B.3个 C.4个D.5个解析：11.通过模型实验研究船体的绕流兴波阻力特性，模型设计应采用( )。（分数：2.00）A.雷诺相似准则B.佛洛劳德相似准则 C.欧拉相似准则D.马赫相似准则解析：12.力学相似的条件是( )。（分数：2.00）A.几何相似、动力相似、物性相似B.几何相似、运动相似、物性相似C.几何相似、运动相似、动力相似 D.运动相似、动力相似、物性相似解析：13.定常平面不可压缩流场中，通过两点间连线的体积流量等于( )值的差值。（分数：

19、2.00）A.速度势函数B.速度C.压强D.流函数 解析：14.平面不可压缩流场中的流网是由( )构成的。（分数：2.00）A.流线和迹线B.流线和等势线 C.流线和等压线D.等势线和等压线解析：15.下列流动中，一定存在势函数的流动是( )。（分数：2.00）A.流体质点的迹线为直线的流动B.流体质点的迹线为圆的流动C.任一流体维团的旋转角度速度为零的流动 D.定常流动解析：16.绕流物体边界层中，( )。（分数：2.00）A.惯性力可以忽略B.粘性力可以忽略C.惯性力和粘性力都可以忽略D.惯性力和粘性力都不能忽略 解析：17.采用边界层积分方程求解边界层流动的方法被称为近似方法，原因是(

20、)。（分数：2.00）A.需补充方程，补充方程是近似的 B.方程仅适用层流，近似适用紊流C.方程仅适用紊流D.方程本身是近似的解析：18.下列流动中可能发生流动分离的流动是( )（分数：2.00）A.理想流体顺流平板流动B.粘性流体顺流平板流动C.理想流体绕曲面物体流动D.粘性流体绕曲面物体流动 解析：19.圆管内定常充分发展层流流动，过流断面上的速度分布为( )。（分数：2.00）A.线性分布，抛物线分布B.线性分布，对数分布C.抛物线分布，线性分布 D.对数分布，线性分布解析：20.内、外直径分别为 D 1 、D 2 的充满运动流体的圆环形截面管道，其水力直径为( )。（分数：2.00）A

21、.D 2 +D 1B.D 2 一 D 1 C.05(D 2 +D 1 )D.05(D 2 一 D 1 )解析：21.已知管内水流流动处于紊流粗糙管自模化区，则管道的沿程阻力损失系数 f将( )。（分数：2.00）A.随看雷话数增大而减少B.随着管壁相对粗糙度增大而不变C.随着雷诺数增大而增大D.随着管壁相对粗糙度的增大而增大 解析：22.产生局部阻力损失的主要原因( )。（分数：2.00）A.流体的惯性B.流体之间的摩擦力C.流体的压缩性D.流体中产生旋涡 解析：23.马赫锥面是超音速流动中( )的分界面。（分数：2.00）A.静止和流动区域B.可压缩与不可压区域C.扰动区与未挽扰动区 D.超

22、音速和亚音速区域解析：24.当收缩喷管出口处气流速度达到临界音速时，若进寸步降低出口外部的背压，喷管内气流速度将( )。（分数：2.00）A.增大B.减小C.不变 D.不能确定解析：25.下列有关正激波的描述中正确的是( )。（分数：2.00）A.流体力学中，分析正激波内的物理现象可运用连续介质模型B.气流通过正激波是等熵压缩过程，总温保持不变C.超音速气流经过正激波后速度减小，压强增大 D.气流通过正激波后熵不变解析：26.速度系数入表示的是当地速度与( )的比值。（分数：2.00）A.当地音速B.滞止音速C.最大速度D.临界音速 解析：二、计算题(总题数：10，分数：20.00)27.设有

23、长 l=1200m，直径 d=150mm的水平管道，出口的压强为大气压，入口的表压强为 096510 6 Pa，管内石油的密度 =920kgm 3 ，运动粘性系数 =410 -4 m 2 s，试求： (1)油的体积流量。 (2)流过管道时的损失。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：当不可压缩粘性流体通过水平管道，取直径为 d、长为 L圆柱体进行研究。由于流动是等速的，故重力、粘滞力和总压力平衡，进而可得： )解析：28.一不可压缩流体的平面定常流动，y 方向的速度分量为 v=x+y 2 ，且 x=0时，u=0，求 x方向速度分量u以及流体质点的加速度在 x方向的分量 a x 的表达式。（

24、分数：2.00）_正确答案：(正确答案： )解析：29.如图附录 21所示，水在管道中自下而上流动，已知 d 1 =15cm，d 2 =30cm，H=80cm，U 形管中装有水银，h=10cm，求： (1)1、2 两截面处的压强差 p 1 -p 2 ； (2)通过管道的体积流量 Q(设水为理想流体，水银的密度为 13600kgm 3 ，水的密度为 1000kgm 3 ，重力加速度 g=981ms 2 )。 （分数：2.00）_正确答案：(正确答案：(1)由题意知，p 1 一 p 2 =gH+gh-gh，代入数据得 1、2 两截面处的压强差为： p 1 一 p 2 =一 45126Pa )解析：

25、30.如图附录 22所示，管路由不同直径的两管前后相接所组成，小管直径 d A =02m，大管直径 d B =04m，水在管中流动时，A 点压强为 p A =70kPa，B 点压强 p B =40kPa，B 点流速为 v B =1ms，判断水在管中的流动方向。( k =1000kgm 3 ，g=981ms 2 ) （分数：2.00）_正确答案：(正确答案：先比较两点的比机械能损失，然后据此判断水流动方向。 )解析：31.采用风洞中的模型试验来模拟测定汽车行驶时的阻力，已知汽车高为 h P =12m，行驶速度 v P =1008kmh。在风洞中风速 v m =42kmh 时测得模型汽车的阻力 F

26、 m =15kN，试求模型汽车高度及汽车受到的阻力。(假设风洞中空气和汽车行驶时周围环境空气状态相同)（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：风洞中空气和汽车行驶时周围环境空气状态相同，模型流动和实物流动相似，因此可考虑雷诺相似 Re m =Re p ，即： )解析：32.若已知一定常平面流动的速度分布为 u=一 4y，v=一 4x+1。试问：(1)该流动是否为势流?若是，求出速度势函数；(2)该流动是否存在流函数?若存在，求出流函数。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案： )解析：33.如图附录 23所示装置(其轴线水平放置)中，水从左向右流动，从管道流出后射在 90弯板上，已知弯板在

27、水平方向受力 F为 20N，d 1 =10cm，d 2 =7cm，d 3 =15cm，活塞直径 D=20cm。求：(1)水流的体积流量；(2)作用在活塞上的力。(水的密度 =1000kgm 3 ，重力加速度 g=981ms 2 ，设流动为定常流动，忽略摩擦力、重力和连杆面积)。 （分数：2.00）_正确答案：(正确答案： )解析：34.如图附录 24所示一抽水系统，体积流量 Q=01 m 3 s，吸水管长度 l=30m，压水管长度 l=500m，管径 d 1 =d 2 =300mm，各管道沿程阻力损失系数 f=0025，吸水管局部阻力损失系数 滤网 =60， 弯头 =04，压水管局部损失可忽略

28、不计。已知水泵进水口的最大允许真空压强的 6m水柱，若水泵的提水高度 H=100m，求： (1)水泵的最大安装高度 Z max 。 (2)水泵的输出功率。(v 水 =1010 -6 m 2 s，=1000kgm 3 ，g=981ms 2 ) （分数：2.00）_正确答案：(正确答案：(1)由题意可知，管道截面上平均速度为： 以尾水渠自由液面 0和水泵进水口截面 1作为两个过流断面，列总流伯努利方程如下： )解析：35.空气由一大容器经缩放喷管等熵地流出，已知容器中压强 p 0 =4810 5 Pa，温度 T 0 =316K，喷管出口截面积为 20cm，背压 P B =100kPa，求： (1)

29、喷管出口截面上的气流速度和马赫数； (2)喷管质量流量； (3)喷管喉部截面积。(空气的 R=287N.s(kg.K)，=14)（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：由已知得： =0208052。可见，缩放喷管处于设计工况，喉部达到临界状态，出口为超音速气流，则： p e =p B =100(kPa) (3)由题意可知，缩放喷管在喉部达到的是临界状态，即 Ma=1。 喉部的状态参数分别为 T cr =0833T 0 =26323K，p cr =0528p 0 =25344kPa，则： )解析：36.空气温度 40(密度 =1128kgm 3 ，动力粘性系数 =1910 5 N.sm 2 )，以 U=40ms 的速度顺流流过长 4m、宽 3m的平板，流动方向和长边一致。假定临界雷诺数 Re cr =510 5 ，求平板两侧受到的总的摩擦阻力和平板尾部边界层厚度。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：由已知可得： )解析：