中国石油大学：流体力学（电子教案）.doc

使用教材：工程流体力学 参考资料：工程流体力学学习指导书及配套习题集 课程简介 本课程是研究流体的运动和平衡规律以及流体和固体之间相互作用的一门科学，本课程的任务是系统介绍流体的力学性质、流体力学的基本概念和观点、基础理论和常用分析方法、有关的工程应用知识等；培养学生具有对简单流体力学问题的分析和求解能力，掌握一定的实验技能，为今后学习专业课程，从事相关的工程技术和科学研究工作打下坚实基础。 学习建议 本课程要求学生具备较好的数学、物理和力学基础。需先修高等数学、大学物理学、理论力学等课程。学习过程中要侧重于流体力学分析问题、解决问题的方法，同时还应注意结合实验和工程实际问题，认真做好听课、复习、作业等环节内容。全面培养解决实际问题的能力。 章 节 主要内容 上交作业 备 注 绪论 （共1学时， 课堂教学1学时） 核心知识点 流体力学的研究对象、任务和方法，流体力学的发展简况。 教学基本要求 【了解】 1、流体力学的发展简况； 2、流体力学在石油工业中的地位和作用。 【掌握】 1、工程流体力学的研究对象、任务和方法。 【重点掌握】 无 实验 无 思考与练习 无 无 第一章 流体及其主要物理性质 （共3学时， 课堂教学3学时） 核心知识点 流体的概念，流体的主要物理性质，作用在流体上的力。 教学基本要求 【了解】 流体的概念和特性； 表面张力。 【掌握】 连续介质假设； 密度，重度，相对密度（比重）； 膨胀性，压缩性； 表面力，质量力。 【重点掌握】 粘性； 牛顿内摩擦定律。 实验 【演示】 1、流体粘滞性演示实验。 思考与练习 1、液体与气体有哪些不同性质？ 2、连续介质假设的内容、引入的目的意义。 3、密度、重度、相对密度的定义及它们之间的关系。 4、流体的压缩性和膨胀性如何去度量？温度和压力对它们怎样影响？ 5、流体的粘性？温度对液体和气体粘性的影响，原因何在？ 6、作用在流体上的力，包括 和 ？在何种情况下有惯性力？何种情况下没有摩擦力？ 7、牛顿内摩擦定律的内容、数学表达式、适用条件。 8、理想流体与实际流体的差别。 P11 第一章 习题 1-5 1-9 第二章 流体静力学 （共12学时， 课堂教学10学时， 实验2学时） 核心知识点 证明流体力学定理的方法（微元分析法），流体平衡微分方程式，静力学基本方程式，等压面方程（测压计），作用于平面和曲面上的力。 教学基本要求 【了解】 势函数； 巴斯加定律； 物体在液体中的潜浮原理。 【掌握】 流体静压力的概念及其两个特性； 流体平衡微分方程及其积分式； 等压面及其方程、性质； 几种质量力作用下的流体平衡（相对平衡问题）。 【重点掌握】 静力学基本方程及其应用（液式测压计）； 各种压强的表示方法； 平面总压力的计算； 曲面总压力的计算。 实验 【必做】 1、水静压强实验。 【演示】 平面静水总压力演示实验； 液体相对平衡演示实验。 思考与练习 1、流体静压力有哪些特性？如何证明？ 2、试述流体平衡微分方程式的推导步骤，其物理意义和适用范围是什么？ 3、等压面定义、方程及性质。 4、等压面及其特性如何？ 5、静力学基本方程式的两个形式、几何意义和物理意义，使用条件；压强分布图的画法。 6、绝对压力、表压和真空度的意义及其间的相互关系如何？ 7、液式测压计的水力学原理是什么？工作液的选择和量程范围及精度有什么关系？ 8、何谓相对静止流体？分析的方法如何？单位质量力的分析，自由液面、等压面的确定。 P38 第二章 习题 2-1 2-10 2-14 *2-15 2-16 2-19 2-21 2-22 2-25 *选做 第三章 流体运动学与动力学基础 （共16学时， 课堂教学14学时， 实验2学时） 核心知识点 基本概念，欧拉运动微分方程，连续性方程（质量守恒），伯努利方程（能量守恒），动量方程（动量守恒），方程的应用。 教学基本要求 【了解】 拉格朗日法。 【掌握】 欧拉法及其加速度表达式； 流体运动的概念； 理想流体运动微分方程（欧拉方程）； 缓变流断面及其特性； 动能修正系数及其物理意义； 节流式流量计基本原理及流量计算公式； 驻压强及测速管原理； 流动吸力的基本原理； 水头线与水力坡降； 泵的扬程及功率。 【重点掌握】 连续性方程； 实际流体总流的伯诺利方程（能量方程），泵对液流能量的增加； 稳定流动量方程的应用。 实验 【必做】 1、孔板流量计实验。 【选做】 能量方程实验； 动量定律实验。 【演示】 1、烟风流线演示实验。 思考与练习 1、拉格朗日法和欧拉法在分析流体运动上有什么区别？为什么常用欧拉法？ 2、欧拉法中流体的加速度如何表示？ 3、何谓稳定流动和不