《工程流体力学》课程教学大纲.docVIP

工程流体力学课程教学大纲 课程编码： S课程名称： 工程流体力学 课程英文名称：ENGINEERING FLUID MECHANICS 总学时：84 讲课学时： 74 实验学时： 10 上机学时： 0 课外辅导学时：0 一、课程教学目的 本课程的教学目的：面向动力类及相近专业的本科生，讲授流体力学的基本概念和基本理论，以及流体平衡和运动的基本规律。使学生了解流体的基本概念和基本属性，基本掌握流体静力学、运动学、动力学的基础知识和基本理论，基本掌握运用流体力学知识解决工程实际的分析和运算能力。 本课程的基本要求是：讲述流体的基本概念和属性，尤其是流体与刚体和固体在力学行为方面的区别。以此为基础和出发点，介绍流体静平衡所遵循规律及点压和面压的计算方法，并以介绍流体运动的一系列基本概念为前提，推求流体力学的三大基本方程。然后介绍管路系统的水力计算和流体出流计算以及水击现象的基本概念。本课程以讲述流体力学基本概念、基础知识和基本原理为主，着重培养学生解决工程问题的能力。并通过一定数量习题和实验，使学生具有足够的感性认识和实际动手的能力。 二、教学内容及基本要求 主要教学内容：流体静力学、流体运动学、理想流体动力学、粘性流体动力学、流动阻力与损失、管路水力计算、量纲分析方法、漩涡理论基础、理想流体有势流动、边界层理论。 课程的重点：讲述流体力学三大基本方程及流动阻力计算、流体运动学基本理论、流体的绕流问题等。 课程的难点：流体运动学、流体动力学、粘性流体的阻力与损失、边界层理论。 第1章 绪论 （6学时） 第1节教学内容（1学时）：流体力学研究的内容和方法，流体力学的发展简史，目前研究的一些成果。 教学要求：重点讲述流体力学的研究方法和发展历史。 第2节教学内容（5学时）：连续性介质模型、作用在流体上的力、流体的物理性质等。 教学要求：重点讲述流体的粘性。 第2章 流体静力学（8学时） 第1节教学内容（2学时）：流体静压强及其特性，流体平衡微分方程式，力函数等压面。 教学要求：重点讲述流体平衡微分方程。 第2节教学内容（2学时）：流体的静力平衡，重力作用下流体的平衡方程式。 教学要求：重点讲述液体内部的平衡。 第3节教学内容（1学时）：流体中压强的表示方法，平衡方程式的物理意义，流体测压计原理。 教学要求：重点讲述流体的压强及其测量方法。 第4节教学内容（1学时）：静止流体对平面壁的作用力。 教学要求：重点讲述流体对平面壁作用力的计算方法。 第5节教学内容（2学时）：静止流体对曲面壁的作用力、压力体的定义及应用。 教学要求：重点讲述流体对曲面壁作用力的计算方法。 第3章 流体运动学（5学时） 第1节教学内容（1学时）：研究流体运动的两种方法。 教学要求：重点讲述欧拉法和拉格朗日法的区别及应用。 第2节教学内容（2学时）：流体运动的基本概念。 教学要求：讲述流体运动的若干个基本概念。 第3节教学内容（1学时）：流体的连续性方程。 教学要求：重点讲述连续性方程的推导方法、意义及应用。 第4节教学内容（1学时）：流体微团的运动分析，有旋运动和无旋运动。 教学要求：重点讲述亥姆霍兹速度分解定理。 第4章 理想流体动力学(7学时) 第1节教学内容（1学时）：理想流体运动微分方程式。 教学要求：推导理想流体运动微分方程并介绍其应用。 第2节教学内容（1学时）：兰姆-葛罗米格形式的微分方程。 教学要求：推导理想流体运动微分方程的兰姆形式。 第3节教学内容（1学时）：伯努利积分，拉格朗日积分 教学要求：重点讲述兰姆形式微分方程的积分。 第4节教学内容（2学时）：重力作用下的伯努利方程、伯努利方程的意义 教学要求：重点讲述重力作用下的伯努利方程，方程的意义及应用。 第5节教学内容（1学时）：相对运动的伯努利积分。 教学要求：推导相对运动的伯努利积分。 第6节教学内容（1学时）：非恒定有旋流动的伯努利积分。 教学要求：推导非恒定有旋流动的伯努利积分。 第5章 粘性流体动力学（8学时） 第1节教学内容（2学时）：粘性流体运动微分方程式。 教学要求：推导粘性流体运动微分方程。 第2节教学内容（1学时）：葛罗米柯-斯托克斯方程及其伯努利积分。 教学要求：推导葛罗米柯-斯托克斯方程的伯努利积分。 第3节教学内容（1学时）：重力作用下实际流体微小流束的伯努利方程式，缓变流动及其特性。 教学要求：推导重力作用下实际流体微小流束的伯努利方程，讲述缓变流动的概念及应用。 第4节教学内容（1学时）：动量和动能修正系数。 教学要求：重点讲述动量和动能修正系数的概念及应用。 第5节教学内容（1学时）：粘性流体总流的伯努利方程。 教学要求：推导粘性流体总流的伯努利方程。 第6节教学内容（2学时）：动量方程。 教学要求：重点讲述动量输运方程及其应用