上海交通大学试卷 (2007至2008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3分，共30分) (1)写出运动粘度和压力的单位和量纲。 (2)什么是层流流动？什么是湍流流动？根据什么无因次量来确定流动是层流 还是湍流？ 总10页第1页
总 10 页 第 1 页 一、简答题： (每题 3 分，共 30 分) (1) 写出运动粘度和压力的单位和量纲。 (2) 什么是层流流动？什么是湍流流动？根据什么无因次量来确定流动是层流 还是湍流？ 上 海 交 通 大 学 试 卷 （ 2007 至 2008 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)气体和液体的粘性产生原因分别是什么？ (4)什么是流体质点？什么是空间点？它们之间有什么关系？ (⑤)流函数存在的条件是什么？流函数与速度的关系是什么？ (6)什么是达朗伯佯谬？ 总10页第2_页
总 10 页 第 2 页 (3) 气体和液体的粘性产生原因分别是什么？ (4) 什么是流体质点？什么是空间点？它们之间有什么关系？ (5) 流函数存在的条件是什么？流函数与速度的关系是什么？ (6) 什么是达朗伯佯谬？
(⑦)深水波的色散关系为0=gk,写出深水波波速与波长的关系，以及波周期 与波长的关系。 (8)什么是无滑移条件？什么是滑移条件？ (9)写成Froude数的表达式，指出它的物理意义。 (10)什么是流动相似？是否可以做到流动完全相似？为什么？ 总10页第_3_页
总 10 页 第 3 页 (7) 深水波的色散关系为 ，写出深水波波速与波长的关系，以及波周期 与波长的关系。 (8) 什么是无滑移条件？什么是滑移条件？ (9) 写成Froude 数的表达式，指出它的物理意义。 (10) 什么是流动相似？是否可以做到流动完全相似？为什么？ 2 ω = gk
二、判断题：（在括号中写“对”与“错”） (每题1分，共30分) (1) 作用在流体上的压力是流体受到的表面力。() (2) 当气体温度升高，气体的粘度减小。( (3) 静止流体内部任何一点处的流体静压力，在各个方向都相等。() (4) 理想流体可以承受压力，也可以承受切应力。() (5) 流线上每一点的法线方向与流经该点的流体质点的速度方向相互正交。 (6) 无旋流动就是势流流动。() (7) 在水平管中流动的流体，流速小的地方压强较大，流速大的地方压强较小。 (8) 在涡量场中，沿任意封闭周线的速度环量等于通过该周线所包围曲面面积 的旋涡强度。() (9) 在理想、不可压流体、体积力有势的有旋流场中，同一涡管各截面上的旋 涡强度相同。() (10)在流场中，一个散度场H对空间点的诱导速度可以用下式形式计算： Vdsdnds 总10页第_4_页
总 10 页 第 4 页 二、判断题：(在括号中写“对”与“错”) (每题 1 分，共 30 分) (1) 作用在流体上的压力是流体受到的表面力。 ( ) (2) 当气体温度升高，气体的粘度减小。 ( ) (3) 静止流体内部任何一点处的流体静压力，在各个方向都相等。 ( ) (4) 理想流体可以承受压力，也可以承受切应力。 ( ) (5) 流线上每一点的法线方向与流经该点的流体质点的速度方向相互正交。 ( ) (6) 无旋流动就是势流流动。 ( ) (7) 在水平管中流动的流体，流速小的地方压强较大，流速大的地方压强较小。 ( ) (8) 在涡量场中，沿任意封闭周线的速度环量等于通过该周线所包围曲面面积 的旋涡强度。 ( ) (9) 在理想、不可压流体、体积力有势的有旋流场中，同一涡管各截面上的旋 涡强度相同。 ( ) (10) 在流场中，一个散度场 H 对空间点的诱导速度可以用下式形式计算： ( ) ( ) 3 1 ,,, 4 H t ddd r ξ ης ξ η ς π = ∫∫∫ r V
(11) Biot-Savart公式可以计算旋涡所诱导的周围空间上的速度场。( (12) 如果流场中只存在一个点源，则流场中只有径向速度。() (13) 均匀流与点源的叠加可以得到半无限长物体的势流绕流流动。() (14) 理想流体绕圆柱体有环流的流动中，在垂直于来流方向上，流体作用在单 位长度的圆柱体上的升力等于流体的密度、来流速度和环量的乘积。 (15) 在势流流动中，如果物体作匀速运动，则物体不受流体作用力：如果物体 作加速运动，则物体受流体作用力。() (16)附加质量矩阵是一个对称矩阵，有独立元素15个。() (17)水波自由面上的动力学条件是： 80on 8o on 8o on dy o1 OxOx Oz 0z (18)Airy波的自由面条件为： ap04=0 8 ay or () (19) 深水波水质点的运动轨迹为一个圆，随着水深增加，圆半径减少。在自由 面上的水质点的运动轨迹圆的半径正好是波幅。() 总10页第_5_页
总 10 页 第 5 页 (11) Biot-Savart 公式可以计算旋涡所诱导的周围空间上的速度场。 ( ) (12) 如果流场中只存在一个点源，则流场中只有径向速度。 ( ) (13) 均匀流与点源的叠加可以得到半无限长物体的势流绕流流动。 ( ) (14) 理想流体绕圆柱体有环流的流动中，在垂直于来流方向上，流体作用在单 位长度的圆柱体上的升力等于流体的密度、来流速度和环量的乘积。 ( ) (15) 在势流流动中，如果物体作匀速运动，则物体不受流体作用力；如果物体 作加速运动，则物体受流体作用力。 ( ) (16) 附加质量矩阵是一个对称矩阵，有独立元素 15 个。 ( ) (17) 水波自由面上的动力学条件是： ( ) (18) Airy 波的自由面条件为： ( ) (19) 深水波水质点的运动轨迹为一个圆，随着水深增加，圆半径减少。在自由 面上的水质点的运动轨迹圆的半径正好是波幅。 ( ) y t xx zz ∂ ∂ ∂∂ ∂∂ φ η φη φη =+ + ∂ ∂ ∂∂ ∂∂ 2 2 g 0 y t ∂ ∂ φ φ + = ∂ ∂
(20) 对浅水波，波群的传播速度等于波的传播速度。( (21) 由两个各参数完全相同但传播方向相反的Ay波线性叠加，可以得到驻 波。 (22) 波能是以波群速进行传播的。() (23) 在一定条件下，层流和湍流两种流动状态可以相互转换。() (24) 边界层厚度沿着流体流动方向逐渐增厚。( (25) 判别边界层内的层流和湍流状态的准则数为距离雷诺数。() (26) 与物体的特征长度相比，边界层的厚度不是小量。() (27) 流体流过平板是，当距离雷诺数达到一定值，会发生分离现象。() (28) 在边界层外边界的主流速度递减足够大的情况下，会发生边界层的分离。 (29) 物理方程中的任何一项去通除整个方程，便可将该方程化为无量纲方程。 (30) 流线在流场中可以相交或分叉。() 总10页第_6_页
总 10 页 第 6 页 (20) 对浅水波，波群的传播速度等于波的传播速度。 ( ) (21) 由两个各参数完全相同但传播方向相反的 Airy 波线性叠加，可以得到驻 波。 ( ) (22) 波能是以波群速进行传播的。 ( ) (23) 在一定条件下，层流和湍流两种流动状态可以相互转换。 ( ) (24) 边界层厚度沿着流体流动方向逐渐增厚。( ) (25) 判别边界层内的层流和湍流状态的准则数为距离雷诺数。 ( ) (26) 与物体的特征长度相比，边界层的厚度不是小量。( ) (27) 流体流过平板是，当距离雷诺数达到一定值，会发生分离现象。 ( ) (28) 在边界层外边界的主流速度递减足够大的情况下，会发生边界层的分离。 ( ) (29) 物理方程中的任何一项去通除整个方程，便可将该方程化为无量纲方程。 ( ) (30) 流线在流场中可以相交或分叉。 ( )
三、已知二维速度场=一0y,V=①X,问流场是有旋运动还是无旋运动， 运动流体微团会否发生变形？ (10分) 总10页第_7_页
总 10 页 第 7 页 三、已知二维速度场 ，问流场是有旋运动还是无旋运动， 运动流体微团会否发生变形？ (10 分) u =− = ωy, v x ω
四、一个三维不可压流场速度分布为u=x2y,v=4yz,w=2z 问这个流动是否是一个真实流动？(10分) 总10页第_8_页
总 10 页 第 8 页 四、一个三维不可压流场速度分布为 问这个流动是否是一个真实流动? (10 分) 2 3 u xy v yz w z = , 4, 2 = =
五、已知一个流场速度势中=4y，求其对应的流函数。 (10分) 总10页第_9_页
总 10 页 第 9 页 五、已知一个流场速度势 φ = 4xy ，求其对应的流函数。 (10 分)
六、若平板层流边界层的速度剖面为u=Asi(By)+C,试决定系数A、B、C的 值，并求边界层排挤厚度和边界层动量厚度。(10分) 总10_页第_10_页
总 10 页 第 10 页 六、若平板层流边界层的速度剖面为 u A By C = sin( ) + ，试决定系数 A、B 、C 的 值，并求边界层排挤厚度和边界层动量厚度。 (10 分)