流体力学教学大纲

课程知识结构说明：流体的性质(*全讲，3学时)§1.1流体力学的发展§1.2连续介质假设§1.3流体的压缩性和膨胀性§1.4流体的粘性知识点：流体的压缩性、膨胀性、流体粘性及形成原因、影响粘性主要因素、牛顿内摩擦定理

第二章流体静力学(5学时)§2.1流体静压及特性(*必讲)§2.2欧拉平衡方程(*必讲)§2.3重力作用下流体的内压强(*必讲)知识点：质量力、欧拉平衡方程、等压面与等势面，掌握只有重力作用下的流体内部压强计算方法§2.4流体对平壁的作用力（*必讲）§2.5流体对曲壁的作用力（Δ选讲）§2.8流体静压测量（*必讲）知识点：掌握平板受力一般计算方法、矩形平板受力的“图解法”，了解曲面受力计算方法、真实压力体与虚拟压力体概念，掌握压力的常用测量方法

第三章流体动力学基础(12学时)

§3.1流体运动的描述及一些基本概念(*必讲)§3.2流体微团的运动分析(*必讲)知识点：控制体与体系、拉格朗日法与欧拉法、随流导数、流线与迹线、流体微团四种运动形式、旋转角速度、切变速度、线变形与体变形。§3.3雷诺输运定理(*必讲)§3.4连续方程(*必讲)知识点：会用雷诺输运定理推导用于描述流体运动的积分形式连续方程、动量方程和能量方程，了解微分形式的连续方程。§3.5积分形式的动量方程(*必讲)、动量矩方程（Δ选讲）知识点：会熟练运用积分形式动量方程分析管道受力与斜板冲击力。§3.6理想流体的动量方程（Euler方程）（Δ选讲）§3.7实际流体的动量方程（N-S方程）（Δ选讲）§3.8理想流体的柏努利方程(*必讲)知识点：了解Euler方程与N-S方程，掌握理想流体柏努利方程使用的前提条件、五种使用情况、三种形式及物理含义；§3.9实际流体的总流柏努利方程(*必讲)§3.10柏努利方程应用(*必讲)知识点：掌握实际流体总流柏努利方程使用条件（截面位于缓变流区）、方程形式及与沿流线柏努利方程区别，能用柏努利方程分析、求解一些工程中的流动问题，掌握不可压流中的总压计算方法及空速管测速、文氏管测流量基本原理。§3.11能量方程（Δ选讲）§第三章习题课

第四章相似原理(2学时)§4.1相似现象及相似条件(*必讲)§4.2相似理论(*必讲)§4.3相似准则确定（*必讲）§4.4近似相似（Δ选讲）知识点：相似现象、相似三定理及相似的充分必要条件，了解推导相似准则的方程分析法、量纲分析法，掌握常见的相似准则表达式及物理含义，掌握达西公式。

第五章流动损失及管路计算（6学时）§5.1流动状态与流动损失分类(*必讲)§5.2圆管中充分发展层流流动及沿程损失计算(*必讲)知识点：层流、湍流、流动损失与流动状态的关系、流动状态判定、流动损失分类，掌握圆管中充分发展的层流流动主要流动特征（速度分布、粘性摩擦应力分布、平均速度、流量定律、动能修正系数及沿程损失系数）§5.3圆管中湍流流动(Δ选讲)§5.4管内湍流时沿程损失(*必讲)知识点：湍流中的总摩擦应力构成、雷诺应力概念与表达式、漩涡粘性系数及与粘性系数的区别、了解尼古拉兹实验及沿程损失系数曲线分段构成与计算方法、掌握水力光滑管、粗糙管、阻力平方区等概念，了解决定水力光滑管与水力粗糙管的内在因素。§5.5局部损失计算(*必讲)§5.6管路计算（*必讲）知识点：常见的局部损失来源、掌握突扩局部损失计算、了解渐扩损失变化规律、能利用实际流体总流伯努利方程开展简单串联和并联管路的流动损失计算。

第六章不可压平面势流(Δ选讲)§6.1势函数和流函数§6.2平面势流叠加原理和几种简单的平面定常势流§6.3几种简单平面势流的叠加势流知识点：掌握势函数与流函数的构造过程及存在的前提条件、掌握势函数与流函数特性、了解几种简单流动的势函数与流函数特征、掌握圆柱绕流的构造过程及主要流动特征（圆柱表面速度、压强分布及圆柱受力情况），了解茹科夫斯基升力公式。

第七章边界层理论（2学时）§7.1引言(*必讲)§7.2边界层特性(*必讲)§7.3边界层微分方程（Δ选讲）知识点：边界层三个厚度计算方法与物理意义、形状因子H12、边界层主要特征§7.4边界层积分方程(Δ选讲)§7.5边界层积分方程求解层流边界层（Δ选讲）§7.6边界层积分方程求解湍流边界层（Δ选讲）§7.7边界层分离及控制(*必讲)知识点：了解边界层积分方程，能利用边界层积分方程求解定常、无压力梯度的层流边界层与湍流边界层厚度，了解层流边界层与湍流边界层的区别，掌握边界层分离的条件，了解常见的边界层分离控制措施

第九章气动基本概念(*全讲，6学时)§9.1微弱扰动在气流中的传播(*必讲)§9.2理想气体流动基本方程及边界条件(*必讲)知识点：声速、马赫数、马赫角，了解亚声速与超声速中扰动的影响范围及流线图区别，了解理想气体流动的基本方程组与初始条件、边界条件，了解定常、绝热流动的气体动力学方程。§9.3三种状态参数、速度系数(*必讲)知识点：掌握滞止状态、极限状态、临界状态定义、特征与参数计算，掌握速度系数与马赫数之间的对应关系与换算方法§9.4气动函数及其应用(*必讲)知识点：掌握流量函数q(M)特点及流量计算公式，会利用流量公式分析一维管流参数沿程变化规律。了解冲量概念及利用3个冲量函数计算冲量的方法。

第十章膨胀波和激波(5学时)§10.1膨胀波的形成及特点(*必讲)§10.2Prandtl-Meyer膨胀波计算(*必讲)知识点：了解外钝角、凸面的含义，掌握膨胀波结构与特点，及形成膨胀波的几何边界条件与压力边界条件，会绘制绕外钝角的膨胀波结构。了解缓慢变化的凹曲面含义及压缩波结构与特点，知道膨胀波与压缩波互为可逆过程。掌握普朗特-梅耶函数的含义、单位及膨胀波与压缩波计算。§10.3膨胀波的反射与计算（Δ选讲）§10.4激波的形成和正激波(*必讲)知识点：会分析、计算膨胀波与压缩波在固体壁面的反射、在自由边界的反射及膨胀波与压缩波的相交等流动现象，知道“消波”的含义。了解正激波关系式的推导过程，掌握正激波波前、波后马赫数关系、速度系数关系，掌握正激波增压比、密度比、温升比计算方法，了解根据正激波波前、波后总压测马赫数及根据静压、皮托压测马赫数的方法，了解R-H关系式。§10.5斜激波前后参数的计算(*必讲)§10.6斜激波的反射与相交（Δ选讲）§10.7锥形激波（Δ选讲）知识点：掌握用正激波关系式推导斜激波基本关系式的方法，掌握斜激波波前马赫数、激波角及压缩角三者之间的变化关系曲线，了解“脱体”概念与计算方法，掌握斜激波增压比、密度比、温升比、波后速度、马赫数计算方法。掌握斜激波在固体壁面反射、在自由边界反射的计算方法，了解异侧斜激波、同侧斜激波相交现象及计算方法，了解“滑流面”概念。

第十一章一维定常流(5学时)§11.1变截面管流(*必讲)§11.2收缩喷管(*必讲)知识点：掌握截面积变化对一维管流沿程参数影响规律，了解扩压器、喷管形状，