船舶流体力学试卷-答案.docx

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1、船舶流体力学试题卷题号一一二四五卷面总分平时成绩课程总成绩分数考试形式：闭卷，答题日寸间：100分钟,本卷面满分100分，占课程成绩的100%:号学:级班：名姓一、（20分）某对称机翼展长10m,弦长2.0m,厚度0.5m,前缘半径0.2m,后缘半径近似为零，升角为120b⑴画出翼型示意图，并在图上注明上述各部分（8分）。（2）求出展弦比、相对厚度、相对拱度。（6分）（3）该机翼在水中运动，速度为2m/s,水的动力粘度1X10-3Pas,密度1000kg/m3,当升力系数0.75时，所产生的升力有多大？（6分）。解：（1）翼型示意图如下遵守考试纪律注意行为规

2、b(2)展弦比=b/l;相对厚度=t/b;相对拱度f/b;(3)升力L=Cl-p21b=0.75工X1000>22X10>2=30000N22范教研室主任签字:第1页（共6页）得分二、（20分）有一圆柱体将两侧的水分开。已知圆柱体的半径a=1m,圆柱左边水深2a,右边水深a,水的密度1000kg/m3,周围都是大气压力pa。求：（1）单位长圆柱面上所受静止流体的x方向总压力Px；（6分）（2）单位长圆柱面上所受静止流体的z方向总压力Pz；（6分）（3）单位长圆柱面上所受静止流体的作用的总压力P。（8分）解:（1）水平方向单位宽度作用力2Fx=pg(2aa-a

3、a/2)=1.5pga=1.5X1000X9.8X12=14700N方向向右。铅锤方向作用力(2)Fy=Pg(Q2-念2/4)=0.75pg音=0.75X1000X9.8X兀X12=23100N方向向上。（3）总作用力大小及方向三、（20分）如图所示，摩托艇以15m/s的速度在静水中航行。该艇用的喷水推进装第4页（共6页）置由船首进水，船尾排水。若射流相对艇的速度为20m/s,流量为O2m3/s。问（1）产生的推力F为多大？（10分）（2）该船的效率“为多少？（10分）20m/s解:⑴水流为入口速度v即为艇的航速,v=15m/s出口速度为V=20m/s动量增

4、量PQ（V-v）即为推力F的大小即F=pQ(V-v)=98000.2(20-15)=9800N(2)排水所需功率为单位时间内排水泵使水流产生的动能增量Pi=-m(V2-v2)/t=—pQ(V2-v2)22有用功率Po=FV=pQ(V-v)V.、Pc2V215效率r=」===0.857=85.7%Pi(Vv)(2015)第4页（共6页）得分四、（20分）船模速度1m/s,船模兴波阻力Rm=100N,若实船速度6m/s。（1）写出原船与船模长度之比表达式并求出长度之比；（4分）（2）写出原船、船模兴波阻力系数表达式；（4分）（3）写出原船、船模兴波阻力系数相等的

5、条件及其表达式；（4分）（4）写出原船与船模面积之比表达式；（2分）2分）（5）求出原船的兴波阻力大小。（6分，其中公式、数据、结果各占（1）解；由-^=-=得；Z=-L而叵上r6第4页（共6页）（2）由兴波阻力系数相等:第4页（共6页）弗劳德数相等Fr=面枳之

6、匕+=（亨）」=（1/36）362=129600NU2A2原船的兴波阻力Fw=RmUr—10062UmAm第4页（共6页）五、(20分)已知无限深水域中的表面波长为80m,波幅a=0.8m,求:(1)波速；(4分)(2)波数；(4分)(3)周期；(4分)(4)圆频率；(4分)(5)波面方程。(4分)

7、解：⑴波速。停寸亘匣="2m/s2.222(2)波数k——=0.0785L80(3)周期T--80-=7.14sc11.222⑷圆频率———=0.88/sT7.14第5页(共6页)(5)波面方程第5页(共6页)第5页(共6页)acos(kxt)0.8cos(0.0785x0.88t)第5页(共6页)SrVTFrEuPoV2ReLV第7页（共6页）