工程流体力学 教学大纲.pdf

工程流体力学 Engineerig fluid Mechanicsn 【学分】2 【学时】32 【性质】专业基础 【实验】0 （一）授课对 四年制本科过程装备与控制工程专业。 （二）课程的性质和地位 工程流体力学课程是研究流体平衡、运动及能量间内在联系与相互转换规律的一门学科。 本课程是机械设计制造及其自动化专业的一门重要的专业基础课。 本课程的主要任务：通过各种教学环节，使学生掌握流体力学的基本知识、原理和计算 方法，包括流体的基本性质，流体平衡及运动的基本规律，简单的管路计算，能运用基本理 论分析和解决实际问题，并掌握基本的实验技能，为从事专业工作、科研和其他专业课的学 习打下基础。 （三）课程的教学目标 通过本课程的学习学生应达到如下教学目标： 1．正确理解流体力学中的一些基本概念和流动的基本特征； 2 ．掌握研究流体运动的一些基本方法； 3 ．熟练掌握平衡流体的压强分布规律以及流体作用在壁面上的总压力的计算； 4 ．熟练掌握连续性方程、伯努利方程、动量方程，对工程中的一般流体流动问题具有 分析和计算的能力； 5 ．正确理解量纲分析和相似原理对实验的指导意义； 6 ．掌握流体在圆管中层流、紊流运动阻力和水头损失的计算与实验研究方法，能够运 用基本公式和图表对简单串、并联管路进行分析和计算； （四）课程相关能力培养 1．掌握该课程的基本理论和基本知识，并能运用解决复杂工程问题（G1 ）； 2．能够应用该课程的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析复杂工程问题，以 获得有效结论（G2 ）； 3 ．能够基于科学原理并采用科学方法对复杂工程问题进行研究，并通过信息综合得到 合理有效的结论（ ）。 G4 （五）教学内容 1．绪论 （G1 ） 流体的概念；连续介质假设；流体的物理性质；作用在流体上的力；常用单位制简介。 重点：流体的物性及作用在流体上的力。 难点：粘性。 2．流体静力学（G1，G4） 流体静压强及其特性；流体平衡微分方程式；流体静力学基本方程及其应用；相对平衡； 流体作用在平面上的总压力；流体作用在曲面上的总压力；浮体与潜体的稳定性。 重点：流体静压强的特性，流体静力学基本方程式的应用，静止流体作用在平面、曲面 上的力。 难点：静止流体作用在平面、曲面上的力。 3．流体运动与动力学基础 （G1，G4） 研究流体运动的两种方法；流体运动的基本概念；连续性方程；欧拉运动微分方程；伯 努利方程及其应用；拉格朗日方程及其意义；稳定流动量方程及应用。 重点：流体运动的基本概念，伯努利方程式的应用，泵对流体能量的增加，动量定理的 应用。 难点：实际流体伯努利方程式的推导，输运公式的推导，能量方程、动量方程的灵活应 用。 4．液流阻力与水头损失 （G1，G2） 液流阻力产生的原因及分类；流体的两种流动状态；相似原理和因次分析；圆管层流流 动；圆管湍流流动；湍流沿程水头损失的分析及计算；局部水头损失分析及计算。 重点：因次分析和相似原理中的基本概念，圆管层流的运动规律，沿程及局部阻力的计 算。 难点：实际流体运动微分方程式的推导 5．压力管路的水力计算（G1，G2） 简单长管的水力计算；复杂管路的水力计算；孔口与管嘴泄流；水击现象及水击压力的 计算。重点：长管、短管的水力计算。 难点：复杂长管、短管的水力计算。 6． 一元不稳定流动（G1，G2，G4） 一元非恒定流动基本方程式（连续性方程式、运动方程式）；水击现象及水击压力的计 算；理想流体的水击波动方程式；变水头泄流与排空。 重点：水击压力的计算，变水头泄流与排空 难点：理想流体的水击波动方程式推导 （六）教学方式与习题要求 本课程采用启发式与讨论式结合的教学方法，应充分利用多媒体课件以及实物教具等教 学手段。为巩固基本概念、基本理论，使学生灵活掌握所学知识，活跃学习气氛，增强学习 兴趣，在教学中应适当安排习题课与课堂讨论。 每章应布置一定数量的习题，习题出自教材和习题册上。 （七）考核办法 按上课出