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船舶流体力学试卷答案

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船舶流体力学 试题卷 考试形式:闭卷 ,答题时间:100 分钟,本卷面满分100 分,占课程成绩的100 % 题号 一 二 三 四 五 卷 面 总 分 平 时 成 绩 课 程 总 成 绩 分数 一、(20分) 某对称机翼展长10m,弦长2.0m,厚度0.5m,前缘半径0.2 m,后缘半径近似为零,升角为12º。 (1) 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1× 10-3 Pa·s,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 (2) 展弦比=b/l;相对厚度=t/b;相对拱度 f/b; (3) 升力 L=CL 21 ρv2lb=0.75× 21 × 1000× 22× 10× 2=30000N 姓名: 班级: 学号: 遵 守 考 试 纪 律 注 意 行 为 规 范 教研室主任签字: 第 1 页(共6 页) 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) 得分 第2 页(共6 页) 解: (1)水 平 方 向 单 位 宽 度 作 用 力 Fx=ρg(2a·a-a·a/2) =1.5ρga2 =1.5×1000×9.8×12=14700N 方 向 向 右 。 铅 锤 方 向 作 用 力 (2)Fy=ρg(πa2-πa2/4) =0.75ρgπa2 =0.75×1000×9.8×π×12=23100N 方 向 向 上 。 (3)总 作 用 力 大 小 及 方 向 。 22yxFFFxyFFarctan三、(2 0 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0.2m3/s。问 (1) 产生的推力 F 为多大? (10 分) (2) 该船的效率 η 为多少?(10 分) 解: (1)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 量 ρQ(V- v )即 为 推 力 F 的 大 小 即 F=ρQ(V- v )=9800× 0.2× (20-15)=9800 N (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...

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