体称为非牛顿流体。

广义牛顿内摩擦定律：偏应力张量的各分量与速度梯度张量的各分量间存在线性关系。 遵从或近似遵从广义牛顿内摩擦定律的一类流体称为广义牛顿流体。

20. 粘性流动和理想流动的壁面边界条件有何不同？

[答]：粘性流动壁面边界条件Ｖｎ＝０，Ｖτ≠０ 理想流动壁面边界条件Ｖｎ＝０，Ｖτ＝０

21. 在理想有势的流动假设条件下，绕流物体产生的升力主要受那些因素的影响，有何规律？

[答]：教材P141

影响升力的主要因素：环量Γ,来流速度V∞，密度ρ。Ry=ρV∞Γ

升力的大小准确地与环量Γ成正比，与来流速度V∞及密度ρ成正比，其方向为在来流速度方向上按逆环量方向旋转900。

22．什么是层流运动、湍流运动、雷诺数和临界雷诺数？

[答]：层流流动是平稳有规律的流动状态，流体介质各部分之间分层流动，互不掺混，流体内部的微团具有连续而平滑的迹线，流场中各种有关物理量（参数）的变化较为缓慢，表现出明显的连续性和平稳性。

湍流流动是极不规则的流动形态，流体介质各部分之间，各层之间有着剧烈的掺混，其流体内部微团的运动迹线很不规则，杂乱无章，表征流体运动状态的各种物理量也表现出不同程度的跃变和随机性。

雷诺数：流体运动中，惯性力与粘性力的无量纲比值 Re?下临界雷诺数：从湍流状态到层流状态的转折点； 上临界雷诺数：从层流状态到湍流状态的转折点。

vd???vd ?23．圆管中定常不可压层流和湍流运动的速度分布规律是什么？

[答]：层流：u?p0?pl2(R?r2) （1） 定常流动的速度沿径向的分布规律，由式4?l（1）可以看出，流动截面上的速度分布是一抛物回转面。 湍流：光滑圆管中的速度分布：

yUu?5.756lg(*)?5.394 U*? 粗糙圆管中的速度分布与光滑圆管中的速度分布相同，只是改变方程的常数。

24. 流动相似的条件是什么？简述?定理的内容。

答：教材P178-179

如果2个不稳定流动系统的均时性准数Ho相等，则其速度场随时间的变化率是相似的。

Ho?utt??不变量 llu如果2个不稳定流动系统的傅鲁德准数Fr相等，则对应的流体质点的压力势能和动能相似，相应的重力和惯性力也存在相似关系。Fr?gl?gl??不变量 u2?u2如果2个流动系统的欧拉维数Eu相等，则相应的压力场相似，相应的惯性力场也存在相似关系。Eu?p?不变量 2?u如果2个流动系统的雷诺维数Re相等，则相应的速度场（或速度分布）是相似的。

Re??ulul??不变量 ???定理：描述其物理过程的各物理量之间的关系可表示为相应的相似准数

?1，?2，?，?n之间的函数关系：S??1，?2，?，?n??0。此关系式称为准则关系式或准

则方程式。

25. 流体的阻力可分为哪几种？管路中因阻力引起的损失通常分为哪几种？影响管路损失系数的主要因素有哪些？

答：粘性时产生阻力的根本原因，依据阻力产生的不同机理，可分为：摩擦阻力和压差阻力。管路中的阻力通常分为：沿程阻力（即摩擦阻力）和局部阻力。

影响管路损失系数的主要因素有流体的粘度、流速、管道的内径以及管壁粗糙度等。

26. 怎样判断流动是否有旋，涡度与速度环量有何关系，流动是否有旋与流体质点的运动轨迹有关吗？

答：（1）看流体微团的旋转角速度是否等于零，旋转角速度不等于零的流动为有旋流动，旋转角速度等于零的流动为无旋流动。

（2）涡通量又称涡旋强度，由斯托克斯定理，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张曲面的涡通量。

（3）有旋流动和无旋流动仅由流体微团本身是否旋转来确定，与它的运动轨迹无关。

27．试说明粘性流体流动的三个基本特征，它们与理想流体运动相比有何不同？

答：教材P170-174

三个特征：（1）粘性运动的有旋性：粘性流体运动时，有旋是绝对的，粘性流体的无旋运动是不存在的。

（2）运动过程中有能量的损耗性：在粘性流动中永远伴随着机械能的损耗。这部分能量转换成热能形式传递给流体介质及相邻的固壁，使其温度升高而耗散。

（3）粘性涡旋运动的扩散性：在粘性流体中，涡旋强的地方要向涡旋弱的地方传送涡量，直至涡量相等为止。

与理想流体运动不同点：（1）粘性流体运动时，有旋是绝对的，几乎不存在粘性流体的无旋运动。而对于理想流体，当体力有势、流体正压时，理想流体的运动将遵从涡旋保持定律，即如果有旋将永远有旋，涡管保持为涡管，涡线保持为涡线。理想流体的运动如果无旋则将永远无旋。

（2）在粘性流动中，永远伴随着机械能的损耗。而理想流体运动时，则没有机械能的损耗。 （3）对于理想正压流体，当外力有势时，沿任意一封闭物质线上的速度环量以及过任意物质面上的涡通量在运动过程中保持不变；而在粘性流动中，涡旋强的地方要向涡旋弱的地方传送涡量，直至涡量相等为止。

28. 螺旋流、偶极子流和绕圆柱体有环流动分别是由哪些基本势流叠加而成？

答：螺旋流是由汇流和势涡叠加而成的；偶极子流是由源流和汇流叠加而成的；绕圆柱体有环流动是有均匀等速流、偶极子流和纯环流叠加而成的。

29. 试说明层流边界层和湍流边界层的速度分布特征。

答：层流边界层：层流边界层内的速度分布呈线性分布规律；

湍流边界层：分为层流底层和湍流核心区。层流底层内的速度分布呈线性分布，湍流核心区速度分布呈对数分布规律。

30. 试述平板湍流边界层的结构及其速度分布特征。

答：平板湍流边界层分为粘性底层和湍流核心区。 粘性底层内的速度分布是呈线性分布的， 湍流核心区的速度分布是呈对数分布规律。

31.边界层理论的基本思想是什么？平板不可呀定常层流边界层的厚度主要受哪些因素的影响？

大雷诺数流动可分成2个区域：一个是壁面附近很薄的流体层区域称为边界层；边界层内流体粘性作用即为重要不可忽略；另一个是边界层以外的区域，称为外流区，该区域内的流动可看成是理想流体的流动。

影响因素：将流体速度从u=0到u=0.99uo的流体层厚度为边界层厚度。

??crx，r流体运动粘度，uo来流速度，沿流动方向x板长。 uo32边界层分离的概念和原因是什么？分离点处的流动特征是什么？

当流体绕弯曲壁面流动时，边界层内伴随产生的压差会使边界层从某一位置开始脱离物体表面，在壁面附近出现回流，这种现象叫做边界层分离现象或脱离现象。 原因：1.流体具有粘性 2.在物面上的压力分不存在逆压区 在分离点处物面外流体质点速度为0，

?u?0 ?y33.以圆柱绕流为例，简述卡门涡街现象，并对涡街引发圆柱振动作简要说明。

up中等雷诺数下的绕流Re=o

v 当80~90

34.简述卡门涡街流量计测量流量的基本原理。

35.简述湍流的特点，湍流模型的概念和主要分类。

湍流特点：湍流是一种不规则的运动，当流体绕过固体表面或当相邻的同类流体互相流过或绕过时，一般会在流体中出现这种不规则的运动。湍流有旋性，使得各流层的流体发生强烈的混掺。扩散性，耗散性。 湍流模型的概念：把湍流分解为平均运动与脉动运动，湍流的物理量可以表示时均值与脉动值之和。

?稳态湍流：时均速度u稳定的湍流。 ?非稳态湍流：时均速度u随时间变化的湍流。

壁湍流：固壁附近的湍流运动。

自由湍流：不同速度流层间的湍流运动。

36.什么是壁面函数？引入避免函数的意义何在？

壁面函数是处理近壁区湍流的一种工程方法。常用的一种壁面函数是以混合长度模型为基础的,求出壁面应力后采用雷诺比拟求壁面热流。

壁面函数的基本思想是：对于湍流核心区的流动使用k??模型求解，而在壁面区不进行求解，直接使用半经验公式将壁面上的物理量与湍流核心区内的求解变量联系起来。这样，不需要对壁面区内的流动进行求解，就可直接得到与壁面相邻控制体积的节点变量值。