北京航空航天大学20122013学年第二学期考试统一用答题册考试课程 空气动力学（）（A卷）班级 成绩 姓名 学号 2013年7月1日一、 选择题（在所选括号内打可多选，每小题4分，共20分）1、对于满足连续介质假设的流体，判断以下说法的正确性。a. 流体分子连续地充满着所占据的空间 （ ）b. 流体分子自由程与飞行器尺寸同量级 （ ）c. 流体分子尺寸远小于飞行器特征尺寸 （ ）d. 流体分子自由程远远小于飞行器特征尺寸 （ ）e. 流体质点无间隙地充满着所占据的空间 （ ）2. 粘性是表征流体物性的重要特性，判断以下说法的正确性。a. 流体的粘性是表征流体抵抗剪切变形的能力 （ ）b. 空气的动力粘性系数大于水的动力粘性系数 （ ）c. 水的动力粘性系数大于甘油的动力粘性系数 （ ）d. 空气的动力粘性系数随温度的增加而下降 （ ）e. 水的动力粘性系数随温度的增加而下降 （ ）3在欧拉法中，判断以下说法的正确性a. 流体质点的加速度可表征为局部和迁移加速度之和 （ ） b. 在直线流动中，流体质点的局部加速度为零 （ ）c. 在定常流动中，流体质点的迁移加速度为零 （ ）d. 局部加速度表征流场的非定常性，迁移加速度表征流场的不均匀性（ ）4对于自然界中的龙卷风，判断以下说法的正确性a. 在龙卷风横截面上，涡核内部为粘性有涡流动，涡核外可视为无粘流动 （ ）b. 龙卷风的强度与涡核的直径无关 （ ）c. 龙卷风的强度仅与涡核旋转角速度有关 （ ）d. 龙卷风的强度与涡核旋转角速度和涡核面积乘积成正比 （ ）5边界层理论的提出，是人们解决大雷诺数物体绕流阻力及其特性的重要途径。a.在边界层内，流体微团所受的惯性力可忽略不计 ( )b.在边界层内，流体微团所受的粘性力与惯性力同量级 ( )c.边界层的厚度，取决于流体微团惯性力与粘性力的相互作用的结果 ( )d.在同样条件下，粘性系数大的流体，边界层的厚度发展快 ( )二、 填空题（在括号内填写适当内容，每小题2分，共10分）1 流体质点压强的随体导数为（ ）。2 欧拉运动方程在z方向的分量式为（ ）。3Stokes定理表明，龙卷风的强度可用围绕龙卷风任意封闭曲线L的速度环量表征，其与龙卷风涡通量的数学关系式为（ ）。4.理想不可压缩流体，有环量的圆柱绕流可由（ ， ， ）三种基本流动叠加而成。5如图，当亚声速流过收缩管道或超声速流过收缩管道时，流动参数的变化趋势为：亚音速超音速M 1M 1面积A 减小 减小 速度V （ ） （ ）压力P （ ） （ ）密度 （ ） （ ）温度T （ ） （ ）马赫数M （ ） （ ）1、 简答题（每小题5分共20分）1.写出速度场的散度和旋度的表达式，并说明物理意义。2对不可压缩理想流体平面势流，写出极坐标系中速度与势函数和流函数的关系式。3.试说明在零压梯度平板层流边界层内，随着边界层厚度的发展，壁面涡量沿程减小。4.超声速流动中，分别给出通过激波、膨胀波后，总焓，焓，总温，静温，总压，静压，总密度，密度，速度，马赫数，熵的变化趋势。2、 计算题（共50分）1 有不可压缩流体定常流动，其速度场为其中，A为常数。求（1）流体质点的线变形速率、角变形速率；（2）流场的角速度；（3）流线与涡线的交角。（10分）2 密度为r的不可压缩理想流体流经一个收缩管道，假定流动是定常的，不计质量力的作用，试求通过此管道的体积流量Q，气流对管道内壁的作用力F。（15分）已知：截面1-1面积A1、压强p1；截面2-2面积A2、压强p2。 3 某二维流场的流函数可写成为试求，零流线，驻点位置，绕流物体环量，来流速度，绕流物体受力。(10分)4假设平板边界层的速度型为，试用卡门动量积分关系式求边界层厚度、动量损失厚度、位移厚度和平板壁面切应力。（10）其中，为边界层厚度，为流体运动粘性系数。边界层动量积分方程为其中，为位移厚度，为动量损失厚度。为壁面切应力。5. 一架飞机以500m/s的速度在空气中飞行，空气的温度为0，压力为56kPa。求声速、马赫数、马赫角、总压及总温。（5分）