河海大学流体力学考博真题

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河海大学流体力学考博真题（精选）

一、真题文本

二、答案解析（附考点定位、核心要点）

核心解析

1. 尼古拉兹实验的阻力分区

• 考点定位：管流沿程阻力的特性分区，是流体力学管流理论的核心考点。
• 答案：层流区、临界过渡区、光滑管紊流区、紊流过渡区、粗糙管紊流区
• 解析：
  尼古拉兹实验通过人工粗糙管的流动测试，将沿程阻力系数\(\lambda\)的变化分为五个区：
• 层流区：\(Re \leq 2320\)，\(\lambda = 64/Re\)，仅与雷诺数有关；
• 临界过渡区：\(2320 < Re < 4000\)，流动状态不稳定，\(\lambda\)无确定规律；
• 光滑管紊流区：Re较高且粗糙高度被粘性底层覆盖，\(\lambda\)仅与Re有关；
• 紊流过渡区：粗糙高度部分暴露于粘性底层，\(\lambda\)与Re、相对粗糙度均有关；
• 粗糙管紊流区：粗糙高度完全暴露，\(\lambda\)仅与相对粗糙度有关，与Re无关（阻力平方区）。

2. 雷诺数的物理意义

• 考点定位：相似准则的物理意义，是流体力学相似理论的核心考点。
• 答案：流体流动中惯性力与粘性力的比值
• 解析：
  雷诺数\(Re = \frac{\rho v L}{\mu}\)（\(\rho\)为流体密度，v为特征流速，L为特征长度，\(\mu\)为动力粘度），其物理意义是惯性力与粘性力的量级之比。
  Re的大小决定流动状态：Re较小时，粘性力主导，流动为层流；Re较大时，惯性力主导，流动转为紊流。

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