《流体力学》课程教学大纲（本科）

1、流体力学课程教学大纲一、课程基本情况.课程代码：1051129004课程名称（中/英文）：流体力学/ Fluid Mecanics课程类别：学科专业基础课程学分：L5总学时：24理论学时：20实验学时：4适用专业：土木工程适用对象：本科先修课程：高等数学、大学物理、理论力学、材料力学开课学院：土木工程学院二、课程简介.课程任务与目的本课程详细讲述流体静止和运动的力学规律及其在工程上的应用，使学生掌握流体力学 的基本概念、原理和研究方法、有关的计算和必要的技能，对工程中有关的流体力学问题能 够应用流体力学知识进行分析并具备一定的解决实际问题的能力，适应从事本专业各领域的 工程技术和施工管理工作的

2、要求，将学生培养成基础扎实、工作踏实、作风朴实、具有开拓 创新精神的建设者。课程教学过程中，注重提高学生思想道德修养，培育学生的核心价值观。通过工程案例 分析和杰出人物介绍，以实现中国梦为，激发学生爱国情怀。.对接培养的岗位能力掌握本专业流体力学的基本方法和基本知识，具备采用流体力学知识解决本专业有关设 计和施工问题的能力。三、课程教学目标通过本课程的学习，使学生到达以下目标：目标1.熟悉流体静止和运动的基本概念、基本原理；熟悉流体静止和运动的力学求解 方法以及流动阻力的计算；掌握不可压缩流体三大方程（即连续性方程、能量方程、动量方 程）及其工程应用。（支撑毕业要求1.2、2.1）目标2.具有

3、综合运用所学流体力学知识解决本专业一般工程问题的能力；具有进行工 程设计和技术改造的初步能力。（支撑毕业要求1.2、2.1）目标3.培养学生认真严谨的精神，以及求真务实的科学态度及创新意识和。（支撑毕业要求8.2)o四、教学课时安排学时分配主题教学内容总学时学时完成课程 教学目标讲课实验/实践1.绪论流体的力学性质；作用在流体上 的力；流体力学模型。22目标12.流体静力 学流体静压强及其特性；平衡微分 方程；流体静力学基本方程；静 水压强的计算和测量；作用在平 面和曲面上的静水总压。44目标1 目标2 目标33.流体运动 学描述流体运动的两种方法；欧拉 法的几个概念；恒定总流连续性 方程。2

4、2目标1 目标2 目标34.流体动力 学基础恒定元流能量方程；渐变流过流 断面的压强分布规律；恒定总流 能量方程；恒定总流动量方程。422目标1 目标2 目标35.流动阻力 和能量损失雷诺实验一一两种流动状态；均 匀流基本方程；圆管层流；紊流 特征；沿程阻力系数X的变化规 律；局部水头损失。422目标1 目标2 目标36.孔口、管嘴 出流和有压 管流孔口、管嘴出流；短管和长管的 水力计算；串、并联有压管路及 计算。44目标1 目标2 目标37.明渠流动明渠均匀流及水力计算；水力断 面，无压圆管均匀流的水力计 算；缓流与急流；水跌和水跃。22目标1目标2目标38 .渗流土壤的水力特性；渗流达西定

5、 律；裘布衣公式；单井渗流计算。22目标1 目标2 目标3合计24204实验工程及学时安排序号实验工程名称实验学时实验类型实验要求每组人数备注1能量方程验证实验2验证性必做52沿程阻力系数测定实验2综合性必做5五、教学内容及教学设计主题1绪论L教学内容流体的力学性质（惯性、粘滞性、压缩性和热胀性及外表张力特性），作用在流体上的 力（质量力和外表力），流体力学模型。.教学作用在流体上的力，流体的力学性质，牛顿内摩擦定律，连续介质和理想流体的概念。.教学难点质量力与外表力的理解，连续介质。.教学方案设计采用多媒体案例式教学，以实际工程现象为例，讲解流体的基本概念及在工程建设中的 重要作用，使学生流

6、体力学的的基本概念，激发学生学习本课程的热情和主观能动性。主题2流体静力学L教学内容流体静压强及其特性，平衡微分方程，流体静力学基本方程，静水压强的计算和测量, 作用在平面和曲面上的静水总压。.教学静止流体的压强计算，作用在平面和曲面上的静水总压。.教学难点作用在平面和曲面上的静水总压。.教学方案设计本节是课程的重要知识点。采用案例式和启发式教学，以实际工程中平面闸门和圆弧闸 门的应用为案例，推导流体静力学基本方程，启发学生分析闸门的受力，应用静力学平衡原 理，进而求解平面闸门和圆弧闸门所受合力、作用点及作用方向，作为闸门设计的依据。教 学过程中，注重理论和实际工程的结合，培养学生养成认真负责

7、的作风，形成老实守信的价 值理念。课后要求学生进行复习，完成课后作业，并通过等进行难点答疑。主题3流体运动学.教学内容描述流体运动的两种方法，欧拉法的几个概念，恒定总流连续性方程。.教学恒定总流连续性方程。.教学难点连续性方程。.教学方案设计本节是课程的重要知识点，内容是流体力学三大方程之一的连续性方程。采用案例式教 学，从质量守恒定律出发，推导出流体的连续性方程，再结合工程实际渠道和管道流动，分 析计算流量和流速，深入浅出，到达解决工程问题的目的，使学生直观掌握有关知识点。课后布置有关作业，并通过等进行难点答疑。主题4流体动力学L教学内容恒定元流伯努利能量方程，渐变流过流断面的压强分布规律，

8、恒定总流能量方程，恒定 总流动量方程。.教学恒定元流伯努利能量方程，渐变流过流断面的压强分布规律，恒定总流能量方程，恒定 总流动量方程。.教学难点能量方程、动量方程的应用。.教学方案设计本节是课程的重要知识点，内容是流体力学三大方程之能量方程和动量方程。采用案例 式和启发式教学，先提出工程实际应用需要解决的问题，然后从牛顿定理出发，推导出粘性 流体的纳维一斯托克斯方程，导出实际流体的能量方程。从动量定理出发推导出总流的动量 方程。结合求解实际管道在转弯处受到的流体作用力，阐述能量方程和动量方程在工程中的 应用。课后布置有关作业，并通过等进行难点答疑。主题5流动阻力与能量损失.教学内容流动阻力与

9、水头损失的分类，雷诺实验一一两种流动状态，均匀流基本方程，圆管层流, 紊流特征，沿程阻力系数入的变化规律及影响因素，局部水头损失。.教学紊流流动的特点，管路中水头损失的计算。.教学难点沿程阻力系数人的变化规律及影响因素。.教学方案设计采用案例式和启发式教学，本章解决能量方程中能量损失的计算问题。通过播放雷诺实 验，形象展示流体层流和紊流两种流动状态，讲授沿程损失系数的影响因素及计算方法；通 过分析局部外边界变化引起的局部流场变化，讲授局部损失系数的计算。课后布置有关作业，并通过等进行难点答疑。主题6孔口、管嘴出流及有压管流L教学内容孔口、管嘴出流，短管和长管的水力计算，串、并联有压管路及计算。

10、.教学孔口和管嘴出流的流量计算，管嘴出流的水流特征，短管与长管的水力计算。.教学难点短管的水力计算。.教学方案设计本节内容为3种流体力学工程应用。采用案例式教学，以求解实际蓄水池放水问题，来 讲解孔口、孔嘴出流的计算及工程应用；通过提水泵站工程问题的求解，讲授短管的水力计 算方法；通过城市自来水供水管道问题，说明串、并联管路的解题思路。课后布置有关作业，并通过等进行难点答疑。主题7明渠流动L教学内容渠道及底坡的分类，明渠均匀流及其水力计算，水力断面及允许流速，无压圆管均匀流 的水力计算，明渠流的运动型态及其判别准那么，水跌和水跃。.教学渠道及底坡的分类，明渠均匀流及其计算，无压圆管均匀流的水力

11、计算。.教学难点无压圆管均匀流的水力计算。教学方案设计采用案例式教学，通过陆浑灌区东一干渠不同n值、底坡和断面输水流量的计算，讲述 明渠均匀流的解题方法和影响因素；以场地污水管道输水量计算，讲解用图表法计算管道输 水流量。课后布置有关作业，并通过等进行难点答疑。主题8渗流.教学内容土壤的水力特性，渗流达西定律渗入系数，裘布衣公式，单井渗流计算。.教学渗流达西定律渗入系数，单井渗流计算。.教学难点单井渗流计算。.教学方案设计采用案例式教学，先讲解渗流达西定律，通过讲授单井的出水量计算，进一步解释求皮衣公式的工程应用，结合学生分组讨论，使学生掌握渗流的有关知识。课后通过等进行难点答疑。六、学生成绩评定学生成绩评定样表考核平时成绩期末 考核出勤作业课堂表现阶段测验辩论工程小文早实验VVV成绩 比例%10102060.平时成绩按照、良好、中等、及格、不及格五级制综合评定。.期末考核采用试卷类形式，按照百分制进行评定。.总评成绩按照平时成绩和期末考核的百分比综合评定。七、教材、参考书目、重要文献以及课程网络资源建议教材：（1）李玉柱，苑