2014年北京科技大学工程流体力学考研真题硕士研究生入学考试试题
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2014年北京科技大学工程流体力学考研真题硕士研究生入学考试试题

     1
北 京 科 技 大 学
2014 年硕士学位研究生入学考试试题
=============================================================================================================
试题编号： 842 试题名称： 工程流体力学 （共 4 页）
适用专业： 流体力学
说明： 所有答案必须写在答题纸上，做在试题或草稿纸上无效。
=============================================================================================================
一、问答题（45 分）
1、说明液体和气体的粘度随温度的变化规律，并解释其原因。（4 分）
2、简述研究流体运动的两种方法及其关系。（6 分）
3、简述什么是物质导数。物质导数表达式如下:
DN N N N N
u w
Dt t x y z

   
   
   
，对其两部分进行解释。（4 分）
4、写出相似准则中弗劳德（Froude）数、欧拉（Euler）数和雷诺（Reynold）
数的计算公式，并分别说明这三个相似准则数的物理意义。（6 分）
5、管道中的流体流动根据雷诺数的不同可分为哪五个区域？其沿程阻力系
数 与雷诺数 Re 和管壁的相对粗糙度 d/ 是否有关系？（10 分）
6、写出粘性流体伯努利方程式的数学表达式，并简述其物理意义。（10 分）
7、层流底层与边界层的定义及关系。（5 分）
二、推导题（25 分）
1、根据实验观测，管中流动由于沿程摩擦而造成的压强差 p 与下列因素有
关：管路直径d 、管中平均速度v 、流体密度  、流体动力黏度  、管路长度l 、
管壁的粗糙度  ，试用π 定理分析水管中流动的沿程水头损失。（10 分）
2、圆管中流体发生层流，取圆管中任意一个圆柱体进行受力分析，所有参
数如图 1 所示。在定常流动中这个圆柱体处于平衡状态，即在 y 方向上圆柱体两
端面上压力和圆柱面上摩擦力的投影和为 0。根据受力平衡分析法，推导出圆管
层流速度分布公式和管中流量公式即哈根-泊肃叶（Hagen-Poiseuille）公式。
  

       
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