上海交通大学：《船舶流体力学》课程教学资源（试卷习题）2008至2009学年第2学期（试卷）

上海交通大学试卷 (2008至2009学年第2学期) 班级号 学号 姓名 课程名称 船舶流体力学 成绩 我承诺，我将严 题号 格遵守考试纪律。 得分 承诺人： 批阅人（流水阅 卷教师签名处) 一、 简答题 (每题5分，共25分) (1)根据边界层理论，大雷诺数下物体均匀绕流流动的流场可以划分为几个区， 分别是什么区，各区的流动有什么特点？ (2)流体微团的运动形式有哪几种？写出它们的数学表达式。 总8页第1页

总 8 页 第 1 页 一、 简答题 (每题 5 分，共 25 分) (1) 根据边界层理论，大雷诺数下物体均匀绕流流动的流场可以划分为几个区， 分别是什么区，各区的流动有什么特点? (2) 流体微团的运动形式有哪几种？写出它们的数学表达式。 上 海 交 通 大 学 试 卷 （ 2008 至 2009 学年 第 2 学期 ） 班级号_______________________ 学号______________ 姓名 课程名称 船舶流体力学 成绩 题号 得分 批阅人(流水阅 卷教师签名处) 我承诺，我将严 格遵守考试纪律。 承诺人：

(3)浅水波的色散关系为o2=gk2,写出浅水波波速与波长的关系，以及波周期 与波长的关系。 (4)什么是流体阻力？理想流体和粘性流体的流体阻力有什么不同，为什么？ (5)写出Euler数的表达式，指出它的物理意义。 总8页第2页

总 8 页 第 2 页 (3) 浅水波的色散关系为 ，写出浅水波波速与波长的关系，以及波周期 与波长的关系。 (4) 什么是流体阻力？理想流体和粘性流体的流体阻力有什么不同，为什么？ (5) 写出Euler 数的表达式，指出它的物理意义。 2 2 ω = ghk

二、用一个复杂柱形水桶盛水，水桶的前后柱长为4，柱形水桶的横截面形 状和尺寸如图所示，水的比重为62.4b。求作用在四分之一圆柱AB上 总的水压力大小。 (12分) 18 ft A 6 ft B 总8页第3页

总 8 页 第 3 页 二、 用一个复杂柱形水桶盛水，水桶的前后柱长为 4 ft，柱形水桶的横截面形 状和尺寸如图所示，水的比重为 62.4 3 lb ft 。求作用在四分之一圆柱 AB 上 总的水压力大小。 ( 12 分)

三、一个三维不可压流体流动只给出了x和y方向的速度场： 4=6xy2,v=-4y2z,试确定z方向的速度场。 (12分) 总8页第4页

总 8 页 第 4 页 三、 一 个 三 维 不 可 压 流 体 流 动 只 给 出 了 x 和 y 方向的速度场： 2 2 u xy v y z = =− 6, 4 ，试确定 z 方向的速度场。 ( 12 分)

四、一个二维不可压流体流动的速度势为：中=x3-3xy2 (12分) a)求对应流动的流函数： b)如果在原点(0,0)处，流函数值为0，求经过原定(0,0)的流线的斜率，并画出 这些流线。 总8页第5页

总 8 页 第 5 页 四、 一个二维不可压流体流动的速度势为： 3 2 φ = − x 3xy ( 12 分) a) 求对应流动的流函数； b) 如果在原点(0, 0)处，流函数值为 0，求经过原定(0, 0)的流线的斜率，并画出 这些流线

五、平板边界层的速度剖面为： (12分) 名- when 2 +》 when U 8≤y<6 2 when y≥6 动力粘性系数为“，用边界层动量积分方程示=心，求边界层厚度6表达式。 总8页第6页

总 8 页 第 6 页 五、平板边界层的速度剖面为： ( 12 分) 4 1 , when 0 3 2 12 1 when 33 2 1 when u y y U u y y U u y U δ δ δ δ δ δ ⎧ ⎛ ⎞ ⎪ = ≤< ⎜ ⎟ ⎝ ⎠ ⎪ ⎪ ⎛ ⎞ ⎨ =+ ≤< ⎜ ⎟ ⎝ ⎠ ⎪ ⎪ ⎪ = ≥ ⎩ ， ， 动力粘性系数为μ ，用边界层动量积分方程 2 w d U dx τ θ ρ = ，求边界层厚度δ 表达式

六、一个大直径圆管连接一个小直径圆管，流体从大直径圆管流入小直径圆 管，会出现压力降。这个压力降△p与大圆管的直径D,、小圆管的直径D,、 流体在大直径圆管中的流速V、流体密度p、以及动力粘性系数“有关。试用 Π定理描述压力降的关系式。 (12分) 总8页第7页

总 8 页 第 7 页 六、 一个大直径圆管连接一个小直径圆管，流体从大直径圆管流入小直径圆 管，会出现压力降。这个压力降Δp与大圆管的直径D 1、小圆管的直径 D 2、 流体在大直径圆管中的流速 V、流体密度ρ 、以及动力粘性系数μ 有关。试用 Π定理描述压力降的关系式。 (12 分)

七、如图所示，两块无限大平行平板之间是两层互不渗混的粘性不可压均质 流体，上下两层流体的宽度都是，密度都是p,但动力粘性系数不同，上层 为4，下层为4，。上面平板以速度U从左向右运动，下面平板固定不动。两 块板之间的流体流动完全由上面平板运动产生，平板两端没有压力差。两块 板之间的流体流动是定常层流流动，不考虑重力和体积力。试从Navier-Stokes 方程出发，求两层流体交界面处的速度。 (15分) U 总8页第8页

总 8 页 第 8 页 七、 如图所示，两块无限大平行平板之间是两层互不渗混的粘性不可压均质 流体，上下两层流体的宽度都是 h，密度都是ρ ，但动力粘性系数不同，上层 为μ 1，下层为μ 2。上面平板以速度 U 从左向右运动，下面平板固定不动。两 块板之间的流体流动完全由上面平板运动产生，平板两端没有压力差。两块 板之间的流体流动是定常层流流动，不考虑重力和体积力。试从 Navier-Stokes 方程出发，求两层流体交界面处的速度。 ( 15 分)