本文格式为Word版，下载可任意编辑哈尔滨工程大学考研真题（流体力学部分） 哈尔滨工程大学考研真题 一、简要说明以下各种力产生的理由、求解思路及表达式 1、 沿程阻力 2、外形阻力 3、惯性阻力 4、机翼升力 5、湍流应力 二、图示水箱1中的水经光滑无阻力的圆孔口水平射出，冲到一平板上平板封盖着另一水 箱2的孔口，水箱1中水位高度为h1，水箱2 的水位高度为h2，两孔口中心重合，而且直径d1?d2/2若射流的外形时对称的，冲击到平板后转向平行于平板的方向，并向四周平匀流出假定滚动是无粘性不成压缩定常的，平板和水质量力不计当已知h1和水的密度?时，求保持平板封盖住水箱2的孔口时h2的最大值 三、工程中常用文丘里管测量管路中水的流量管路和收缩管段截面积分别为S1、S2，水 的密度和U型测压计中液体的密度分别为?、?m，且???m若不计水的粘性，试导出倾斜管路中水的流量Q与测压计中液体的高度差读数h之间的关系式 四、设在平面直角域中点A（a，b）处放着一个强度为Q的平面点源，x?0,y?0是半无 限固体壁面，远方压力为??试求： 1. 平面滚动复势W(z)； 2. 壁面上流体的速度分布； 3. 壁面x?0上流体的压力分布。
五、两块无限长二维平行平板如下图，其间弥漫两种密度和粘性系数分别为?1,?2和 ?1,?2的液体，高度分别为h1，h2已知下板静止，上板以速度U向右运动，全流场 应力一致，不计重力，流体运动为层流试求流场中的速度分布 六、圆球在静水中释放后上浮，圆球的半径为a，水和圆球的密度分别为?w,?m疏忽水的粘性，试求圆球上浮运动之距离随时间的变化规律 标准答案 一、（分析）考察学生对流体力学中展现的专业中常用的有关力的掌管程度 1、沿程阻力：管道壁面粘性摩擦和粗糙度引起的阻力表达为圆管沿程阻力系数， ?hf??lV d2g2、外形阻力：由于粘性和滚动分开产生的压力沿滚动方向投影的合力求得压力后积分或试验测得，Dp???pncos?ds或CD?sD1?U2A02 3、惯性阻力：非定常运动变更流体的惯性引起的阻力表达为附加质量????????0s0??0ds ?n4、机翼升力：源于速度环量，而环量来源于流体粘性、外形和攻角，L??V???B ????ui?uj? 5、湍流应力：源于湍流脉动运动建立湍流模型，pij二、（分析）考察学生利用所学的学识，利用动量方程、伯努利积分解决实际问题的才能， 同时在求解过程中要引入简化，考察学生处理工程问题中疏忽次要因素解决繁杂问题的才能 （1）水箱1出口速度v： 从自由面至出口列伯努利方程，知 paV2?h1?? ??2gpa可得 V?2gh1 （2）水箱1出口流量：Q?(3) 水流冲击平板： 取水箱1出口截面与平板左侧之间的水为操纵体，设平板对水流的作用力为F1,沿出口轴线方向列动量方程，有F1??QV ?d124V F1与平板右侧受水箱2的静压力合力相等，即?QV??gh2将Q、V带入上式得到h2??d124 h1。
2三、（分析）利用连续方程、伯努利积分，同时考察学生生动理解和应用文丘里管的才能 （1）管内流速：沿截面1-1和2-2中心线列伯努利方程，有 p1V21p2V22z1???z2?? ?g2g?g2gV22?V21p?p??z1?1??z2?2? 2g?g??g?（2）连续性方程：V1S1?V2S2 （3）等压面：设截面2-2中点与U型管高位液面的高度差为l，因U型管内低位波面出的水平面为等压面，在该水平面管内压力相等，即 p1??g??l??z1?z2??h???p2??gl??mgh p1?p2??g?z1?z2????m???gh 联立以上三个方程得管内体积流量 ?S12S22??m??Q??22gh 2??S1?S2??四、（分析）运动于水外观的船舶水动力性能计算常用到映像法，船舶与海洋工程流体动力学课程陈述中也适时的灌输有关观点，此题综合考察学生对有关映像法的理解和生动应用、伯努利积分、压力合力求解根本思路的掌管程度 （1）复势：W?z??（2）速度分布：由 Q ln?Z?a?bi??ln?Z?a?bi??ln?Z?a?bi??ln?Z?a?bi?????2?idWQ?1111??u?vi??????知 dZ2??Z?a?biZ?a?biZ?a?biZ?a?bi?壁面y?0上的速度分布为 ?Q?x?ax?au????,v?0 2222?????x?a??b?x?a??b?壁面x=0上的速度分布为 ?Q?y?by?bv????,u?0 2222?????y?b??x?y?b??x?（3）压力分布：利用伯努利积分得沿壁面x=0的压力分布为 ?12?Q?y?by?bp?p0??v?p0???? 22222??22???y?b??x?y?b??x?22五、（分析）考察学生掌管纳威尔——斯托克思方程的程度，因涉及到两相流，由确定的难度 （1）全流场中得志NS方程： ??u?v??V?0???0 (1) ?x?y??2v?2v??v?v1?pu?v???v?2?2? （2） ?x?yp?y??x?y?（2）边界条件： y?h1?h2:u1?U,v1?0 y?h2:u1?u2 ?1du1du??22 dydyy?0:u2?0,v2?0 （3）方程简化： 由边界条件知流场中y方向的运动速度v=0，所以方程（2）成为 ?p?0，即p=C(x).由于全?y流场应力一致，有 ?p?0，p=const。
另外，平板无限大或从边界条件看出滚动与x无关，?x即u=u（y）所以方程（1）简化为 d2u?0 2dy积分得 u1?C1y+C2 ?h2?y?h? 1?h2u2?D1y+D2 ?0?y?h2? （4）确定积分常数： 式（8）和（9）的积分常数由边界条件确定 由（3）得 C1?h1?h2??C2?U 由（4）得 C1h2?C2?D1h2+D2 由（5）得?1C1??2D1 由（6）得D2?0 解出常数：C1??2U(???2)h2U?1U,C2?1,C1?,D2?0 ?2h1??1h2?2h1??1h2?2h1??1h2（5）速度分布： 将积分常数代入可得速度分布为 u1?U[?2y??1h1??2h2],(h2?y?h1?h2) ?2h1??1h2u1??1Uy,?2h1??1h2(0?y?h2) 六、（分析）考察学生对惯性力的理解，物体在流体中运动和在真空中运动的最根本识别就是流体中由附加惯性力考察学生对附加惯性力、附加质量的掌管程度 取大地坐标z轴垂直向上，原点位于圆球静止时的圆心处质量为m的圆球在浮力F和重力G的作用下向上加速运动。
得志运动方程 ?(t)?F?G (m??)?z其中??234?a?w为圆球的附加质量，浮力F??w?a3上式可得 3344?4?33????a??z???a??M?a3Mw??33?3? 2??2?M???(wZ)g2?M??w??0，积分上式可得： 利用初始条件：t=0时z??zZ(t)?(?w??M)gt2 2?M??w哈尔滨工程大学考研真题 一、简答题 1、 梦想流体与粘性流体压力的异同； 2、 梦想流体； 3、 摩擦阻力 4、 边界层产生分开的条件； 5、 库塔-如科夫斯基（K-J）假设： 6、 Pandle混合长度理论的根本思想： 二、 判断题 1、 平面举行波自由外观的色散关系是??kg，其中?为圆频率，k为波数 2、 作圆周运动的流体，其运动是有旋的 3、 层流边界层较湍流边界层更轻易离体 4、 粘性流体的运动确定是有旋的 5、 翼型、有效攻角和来流速度一致的处境下，有限翼展机翼和无限翼展机翼相比，其 升力减小阻力增加 6、 一无限水深平面举行波以速度10m/s移动，它的波长和周期分别为64m，6.4s 三、 长为L，半径为r0的圆柱以速度U0在静止流体中作匀速直线运动。
不计流体的质量力，设离体点近似为A、B点,且离体后漩涡区内压力近似为平匀分布，均为A点的压力求流体作用于圆柱体的外形阻力假设圆柱可视为无限长圆柱体处理 四、 明渠中水定常地流过闸门A，假定1，2截面滚动平匀，流体梦想，压力按照静止流体的压力分布规律已知h1,h2,u1，水的密度?和大气压力p0，求流体作用于单位宽大闸门上的作用力F 五、 设平板层流边界层内的速度分布为u?U0sin?2?????，其中U0为主流速度，2????y?，利用平板动量积分方程?为边界层厚度 d???求边界层厚度??x?表达式 2dx?U022六、 已知平面不成压缩流体的速度分布为u=2xy+x, v?x?y?y — 7 —。