《流体力学》教学大纲（热能、建环）

1、PAGE PAGE 8流体力学课程简介课程编号1240414004课程名称流体力学课程性质必修学 时64学 分4学时分配授课：54 实验： 10 上机： 实践： 实践（周）：考核方式闭卷考试，平时成绩占30% ，期末成绩占70% 。开课学院机械工程学院更新时间适用专业热能与动力工程、建筑环境与设备工程先修课程高等数学，普通物理，理论力学，材料力学课程内容：本门课程主要介绍了流体力学的基本概念、基本理论、分析方法和计算公式的应用。其基本理论主要包括流体静力学的特征及分布规律、流线和迹线、层流和紊流、脉动和时均值、雷诺数、各种射流的特征、绕流运动及附面层等。在分析方法上主要运用数学工具，使之与现代

2、流体力学接轨。计算公式主要包括流体静力学压强分布规律、动力学中的连续性方程、能量方程及动量方程、管路中的能量损失和阻力计算、各种射流的运动参数的计算等。通过本门课的学习，可以为今后学习专业知识和从事相关的工作打下基础。Brief Introduction Code1240414004TitleFluid MechanicsCourse natureRequiredSemester Hours64Credits4Semester Hour StructureLecture：54 Experiment：10 Computer Lab： Practice：Practice (Week)：Assess

3、mentClosed book examination, usually results accounted for 30%, the final grade accounted for 70%.Offered bySchool of Mechanical EnginneeringDateforThermal & Power Engineering，Building Environment & Equipment EngineeringPrerequisite Mathematics,Physics,Theoretical Mechanics,Mechanics of MaterialCour

4、se Description: This curriculum introduces the primary concepts, primary theories, analysis method and primary formulas of fluid mechanics. The primary theories include the characteristics and distribution laws of static mechanics in addtion to streamline,pathline and laminar flow, turbulent flow an

5、d perturbance, time mean value, Reynolds number, jet, surrounding flow and boundary layer, etc. Mathematics is used as a analytical method in order that this curriculum will be advanced.The formulas include pressure distribution laws in static mechanics, equation of continuity, equation of energy ,e

6、quation of momentum, energy loss in tube, calculation of drag and all sorts of motion parameters in jet. The curriculum is foundation for further studies of professional knowledge and undertaking relative work by studying this course. Fluid mechanics is a professional fundamental course. It studies

7、all kinds of phenomena and internal laws in static and moving fluid.流体力学课程教学大纲课程编号1240414004课程名称流体力学课程性质必修学 时64学 分4学时分配授课：54 实验：10 上机： 实践： 实践（周）：考核方式闭卷考试，平时成绩占30% ，期末成绩占70% 。开课学院机械工程学院更新时间适用专业热能与动力工程、建筑环境与设备工程先修课程高等数学，普通物理，理论力学，材料力学一、教学内容第一章：绪论教学内容：流体力学的发展简介以及研究的内容。作用在流体上的力：质量力和表面力。流体的主要力学性质：惯性、重力特性

8、、粘性、压缩性和热胀性及表面张力特性。流体的力学模型。教学重点、难点：流体的几个主要力学性质，特别是粘性。牛顿内摩擦力的计算方法及其物理意义。流体的力学模型的概念。第二章：流体静力学教学内容：流体静压强及其特性。流体静压强分布规律。压强的计算基准和量度单位液柱测压计作用在平面和曲面上的液体压力。流体的平衡微分方程式。液体的相对平衡。教学重点、难点：静压强、水头的概念，了解静压强的特性。压强分布的计算方法及其应用。作用在表面上的力的计算公式及应用，着重讲解压力体的正确画法。流体的平衡微分方程式推导，等压面的特性。流体作等加速直线运动和等角速度旋转时的压力分布及其特点。第三章：一元流体动力学基础教

9、学内容：描述流体运动的方法。恒定流动和非恒定流动。流线、迹线、一元流动模型连续性方程，恒定元流能量方程。过流断面的压强分布。恒定总流的能量方程及其应用。恒定气流能量方程式。水头线、总压线、全压线。恒定流动量方程。教学重点、难点：流体动力学中的各个概念，如流线、恒定流动等。应用连续性方程，能量方程及动量方程进行计算。第四章：流动阻力和能量损失教学内容：沿程损失和局部损失。层流与紊流、雷诺数。圆管中的层流运动。紊流运动的特征和紊流阻力。尼古拉兹实验。工业管道紊流阻力系数的计算公式。非圆管的沿程损失。局部损失及减少阻力的措施。教学重点、难点：正确理解层流、紊流的概念。了解雷诺实验的过程和结论。尼古拉

10、兹图和莫迪图的应用。掌握层流和紊流的损失的计算公式。第五章：孔口管嘴管路流动教学内容：薄壁孔口恒定时自由出流和淹没出流的速度、流量的计算。管嘴出流的速度，流量及收缩断面的真空度的计算。简单管路的计算如虹吸管等。简单管路的串并联及管网计算。有压管路的水击。教学重点、难点：孔口和管嘴出流及简单管路串并联的特点和计算方法。水头、阻抗的概念。水击现象及其特点。第六章：气体射流教学内容：气体射流的几何特征、运动特征、动力特征。圆断面和平面射流的速度、流量、断面平均速度等。温差或浓差射流运动的分析。旋转射流及其速度和压强分布。有限空间射流的结构，动力特征等。教学重点、难点：气体射流的几何特征、运动特征、动

11、力特征。一般射流和温差射流的特点和计算方法。第七章：不可压缩流体动力学基础教学内容：流体微团运动分析有旋流动、涡量、环量、涡通量等。不可压缩流体连续性方程。以应力表示的粘性流体的运动微分方程。应力和变形速度的关系。纳维斯托克斯方程理想流体运动微分方程及其积分。流体流动的初始条件和边界条件。不可压缩粘性流体紊流运动的基本方程及封闭条件。教学重点、难点：连续性方程和运动微分方程（NS方程）的物理意义。有旋流动的特点。第八章：绕流运动教学内容：无旋及平面无旋流动。几种简单的平面无旋流动。势流叠加。绕流运动与附面层基本概念。附面层动量方程。曲面附面层的分离现象与卡门涡街。绕流阻力与升力。教学重点、难点

12、：无旋流动的特点及应用。理解附面层的概念及分离的原因。掌握绕流运动的特点和阻力计算。第十章: 相似性原理和因次分析教学内容：1）力学相似性原理2）相似准数3）模型律4）因次分析法教学重点、难点：1）相似性原理及相似准数2）因次分析法二、教学要求第一章 绪论教学要求：使学生了解流体力学的发展史，认识流体的特性及其研究方法。第二章 流体静力学教学要求：使学生能正确理解流体静力学的特性和分布规律，掌握其在实际中的应用。第三章 一元流体动力学基础教学要求：了解一元流动时数学描述和流动模型。掌握三大基本方程及其应用。第四章 流动阻力和能量损失教学要求：了解流体流动时的流态，分清层流和紊流时流动特征。掌握

13、沿程损失和局部损失的计算方法。并能正确应用。第五章 孔口管嘴管路流动教学要求：了解孔口、管嘴、管路流动的特征。会正确应用公式计算它们的流速和流量。掌握管路串并联及其管网计算。第六章 气体射流教学要求：了解气体自由射流的几个特征，会正确应用圆断面、平面射流各个参数的计算公式。了解温差、浓差射流和旋转射流。第七章 不可压缩流体动力学基础教学要求：了解三元流动时不可压缩流体的连续性方程及运动方程。理解涡量、环量、涡通量等概念。了解应力的特征。理解NS方程的物理意义和推导方法。第八章 绕流运动教学要求：了解有旋流动和无旋流动的概念。掌握势流叠加的方法。理解附面层的概念及其在流体力学中的重要意义。理解附面层分离的原因和条件。了解绕流规律、卡门涡街和悬浮速度的概念及其计算公式。第十章 相似性原理和因次分析教学要求：了解相似性原理及其作用和模型律，掌握有助于