1、2007 年上海交通大学研究生入学考试（流体力学）真题试卷及答案与解析一、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。1 在压强低于大气压时，液体的表面力只能分解为( )。（A）压力（B）拉力（C）压力和剪切应为（D）拉力和剪切应力2 在重力场中，相对于坐标系静止的所有液体的等压面必是( )。（A）水平面（B）铅锤面（C）与总质量力平行的面（D）与总质量力垂直的面3 气体在( )情况下，可以作为不可压缩流体处理。（A）所有（B）没有（C）高速（D）低速4 在运动流体中，方程 +z=C( )。（A）完全不适用（B）只适用于渐变流的垂直断面（C）只适用于沿流线（D）只适用于急变流的垂直断
2、面5 流线与流线( ) 。（A）可以相交，也可以相切（B）可以相交，但不可以相切（C）可以相切，但不可以相交（D）不可以相交，也不可以相切6 理想不可压缩流体在重力场中定常流动，则伯努利方程 =C 在整个流场中都成立的条件是( ) 。（A）无旋流动（B）有旋流动（C）缓变流动（D）急变流动7 速度势函数(p 存在的条件是( )。（A）定常流动（B）不可压缩流体（C）无旋流动（D）二维流动8 佛洛德数 Fr 的物理意义是( )之比。（A）惯性力与粘性力（B）粘性力与压力（C）惯性力与重力（D）粘性力与重力9 在平板湍流边界层内，流动( )。（A）都是层流（B）都是湍流（C）有层流，也有湍流（D）
3、没有层流，也没有湍流10 在大雷诺数流动中，曲面附面层的流动分离发生于( )。（A）驻点（B）奇点（C）顺压梯度区（D）逆压梯度区11 如图附录 61 所示，一根直径 d=80mm 的轴在直径 D=802mm、长 L=80mm的轴承中旋转。轴与轴承之间的环状空间中充满了动力粘性系数 =01kg(m.s)的油。求当轴的转速为 w=1800rmin ，克服粘性阻力所需的功率。12 如图附录 62 所示为一液面压强 p0=1510 5Nm 2(超压)的压容器，其右下方有一半径 R=03m、宽 b=02m 的 14 圆形阀门 OA，阀门可绕转轴 O 逆时针转动，试确定在水位 h=5m 时，阀门所受到的
4、合力的大小及关闭阀门所需的力矩的大小。(不考虑闸门的重量)13 如图附录 6-4 所示，一水平放置的变直径弯管的转角 =60，直径dA=200mm，d B=150mm，Q=01m。s，压强 pA=18kNm 。(超压)，试求此时水流对弯管 AB 的作用力。(忽略流体的粘性影响) 14 如图附录 65 所示，在一来流速度 V0=5ms 的均匀流场中，分别在点(一a，0)、(a ，0)处布置强度 Q=0785m 2s 的点源和点汇，己知 a=0078，试确定：(1)该流场中的驻点位置。(2) 点(0，005m)处的流体速度。(3)该流场的流函数。 (4)试画出通过驻点的流线的示意图。15 已知平直
5、圆管的沿程流动阻力 hf 与圆管的直径 d、圆管内壁绝对粗糙度 及管内流体的密度 、动力粘性系数 、平均速度 V 有关，试用量纲分析法推出其流动阻力计算公式。如用直径 dm=10cm 的圆直管做试验，在平均速度 Vm=2ms 时，测得润滑油流过 lm=10m 后的压力降p m=60cm，则该润滑油在直径 dp=50cm 平直圆管中流过 L=1000m 后的压力降 p 为多少?与试验所对应的实际平均流速 Vp 为多少?16 如图附录 67 所示，根据纳维一斯托克斯(Navier-Stokes)方程和连续性方程，运用量级分析的方法，推导出不可压缩流体绕二维平板定常流动时的层流附面层(或称边界层)的
6、运动微分方程，并给出边界条件。2007 年上海交通大学研究生入学考试（流体力学）真题试卷答案与解析一、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。1 【正确答案】 C2 【正确答案】 D3 【正确答案】 D4 【正确答案】 B5 【正确答案】 C6 【正确答案】 A7 【正确答案】 C8 【正确答案】 C9 【正确答案】 C10 【正确答案】 D11 【正确答案】 滴层与轴承接触面上速度为零，与轴接触面上的速度等于轴面上的线速度，有：克服摩擦所消耗的功率为： P=F 1V=151447536=1141(kW)12 【正确答案】 建立如图附录 63 所示参考系，可知总压力水平分力Fpx
7、=(ghcx+p0)Ax，其中，h cx 为投影面积形心深度，A x 为阀门水平投影面积，代入数据得： F px=1000981(5 一 )+1510 5020 3=118610 4(N)垂直分力 Fpz=gVp+p0Az，其中 Vp 为压力体，即曲面上垂直液柱的体积，A z 为阀门垂直投影面积，则：13 【正确答案】 p2=08104(N m2) 取整体为控制体，由动量定理可知，作用在弯管上的力 F 的水平分力和垂直分力分别有： Q(cos60V 2 一 V1)=Fx+p1SA 一 p22SBcos60 Q(sin60V20)=Fy一 p2SBsin60 解得： F x=一 5296N，F
8、y=6126N 所以： F= =8098N 由于水流对弯管 AB 的作用力与作用在弯管上的外力为相互作用力，故两力等大反向，所以水流对弯管 AB 作用力为 8098N 14 【正确答案】 (1)而驻点处 V=0，所以含 Vx=0 可得：当 y=0 或 x=0 当 y=0 时，x=01 处 Vx=0，当x=0 时， Vx0，故而该场驻点为 (01，0) 点。(2)将(0，005)代入可得Vx=5021ms ，V x=0，所以： V=5021(ms)(3)d=一 V，dx+V xdy15 【正确答案】 流动阻力 hf= ，故可知 p 与直径 d、绝对粗糙度 及管内流体1 动力粘性系数 、平均速度 v 有关，又可知其与长度 L 有关。 对 L：一1=a1+2+a3+a4 一 3a5 一 a6 对 T：一 2=一 a4 一 a6 对 M：1=a 5+a6 所以；a 4=2 一a6，a 5=1 一 a6，a 2=一 a1 一 a36 可知压强降随管长线性增长，所以 a1=1，则：16 【正确答案】 由图坐标系可得，连续方程和 N-S 方程：初始条件：当 t=t0 时，V x=Vx(x，y，t 0)，V y=Vy(x，y，t 0) 边界条件：当 y=0 时，Vx=0，V y=0；当 y= 时， Vx=V0(x)
