《工程流体力学》课程教学大纲

工程流体力学 EngineeringFluidMechanics一、课程基本信息学时：48学分：3.0考核方式：（考试，平时成绩占总成绩的30%）中文简介：本课程是能源与动力工程专业的一门重要的学科基础必修课。本课程的主要任务是研究流体的平衡和机械运动的规律及其实际应用。本课程的教学内容主要包含：绪论；流体静力学原理；流体动力学理论基础；相似原理与量纲分析；流动阻力与水头损失；有压管流；孔口和管嘴出流等。本课程适用于能源与动力工程专业及相关专业。通过本课程的教学，使学生掌握流体力学的基本概念、基本原理和基本计算，培养学生分析问题和解决问题的能力以及自主学习能力，为后继专业课的学习以及将来从事专业技术工作打下基础。教学目的与要求通过本课程的学习，使学生掌握流体力学的的基本概念、基本理论与分析方法，理解不同水流的特点，掌握基本的水力计算方法，并使学生初步具备工程中理论联系实际的能力；培养学生分析、解决问题的能力以及自主学习能力，为学习后继课程、从事工程技术工作、科学研究以及开拓新技术领域打下坚实的基础。通过本课程的学习，学生应能达到以下要求：理解流体力学基本概念，流体的主要物理性质，流动的分类；掌握静止流体平衡条件及内部的压力分布；掌握连续性方程、伯努利方程、动量方程；掌握相似原理和量纲分析法，掌握层流和湍流的特点，掌握流动的能量损失的计算方法，掌握有压管道流动的水力计算。同时结合课后的习题和思考题，学会熟练应用这些基本公式分析和解决问题，为进一步研究流体在热力设备中的流动规律及相应的工程应用打下良好理论基础。三、教学方法与手段在学科基础课的教学中推行素质教育，在对多媒体教学方法充分研究的基础上，采用问题教学法、自学辅导法和情境教学法等能充分发挥多媒体特色的教学方法开展教学活动；有些章节可以采用讨论法，进行几分钟的课堂讨论、小组讨论，相互启发，激发学生的学习兴趣，采用启发式、对话式的教学方法，注重培养学生的创造性思维和分析问题解决问题的能力；对部分内容采用学生自主学习的方法，培养学生独立思考能力。教学的课件采用教材配备的光盘，图文并茂，所选的教材为“十一五”国家级规划教材。教材配备光盘，光盘里有各章小结、电子资料、教学辅助动画、科技名词摘录等学习资料供学生自主学习参考。教学内容及目标 教学内容教学目标学时分配第一章绪论31.概述了解2.流体及其模型化了解3.流体的主要物理性质掌握4.流体的分类理解5.作用在流体上的力理解重点与难点:流体连续介质模型、粘性与粘度、单位质量力，牛顿内摩擦定律衡量学习是否达到目标的标准:作业和思考题第二章流体静力学81.静止流体中应力的特性掌握2.流体平衡微分方程了解3.重力作用下流体静压强的分布掌握4.液体作用在平面上的总静压力理解5.液体作用在曲面上的总静压力理解重点与难点：欧拉平衡微分方程及其综合式，静止流体中压力的特性与静止液体压强分布规律；等压面判别方法、压强分布图；液体作用在平面上的总静压力；压力体；液体作用在曲面上的总静压力衡量学习是否达到目标的标准：课堂提问和讨论，作业，思考题，随堂练习第三章流体运动基本原理41.流体运动的描述方法理解2.流体运动的若干基本概念掌握3.流体运动基本方程简介了解重点与难点：描述流体运动的两种方法---拉格朗日法和欧拉法；恒定与非恒定流动、均匀流动、渐变流、急变流、迹线、流线、流管、过流断面、流量、一元流动、二元流动、三元流动等基本概念；渐变流过流断面的性质衡量学习是否达到目标的标准：课堂提问和讨论，思考题，自主学习第四章恒定总流基本方程81.总流分析法理解2.恒定不可压缩总流的连续性方程掌握3.恒定总流伯努利方程掌握4.恒定总流动量方程理解重点与难点：一元流动问题的三大方程：连续性方程、伯努利方程和动量方程；掌握三大方程的适用条件及其综合应用衡量学习是否达到目标的标准：课堂提问和讨论，思考题，作业，随堂练习，自主学习第五章量纲分析和相似理论31.量纲理解2.量纲分析法理解3.流动相似理论基础了解4.模型实验了解重点与难点：定理；几何相似，运动相似和力学相似；常见相似准数的表达式及其物理意义衡量学习是否达到目标的标准：课堂提问和讨论，思考题，作业，自主学习第六章流体阻力及能量损失101.流体阻力与水头损失概述掌握2.流体运动的两种流态理解3.圆管层流运动理解4.湍流运动理解5.圆管湍流的沿程损失掌握6.非圆管湍流的沿程损失理解7.局部水头损失理解8.边界层概念了解9.绕流阻力了解重点与难点：沿程水头损失和局部水头损失，圆管层流的运动规律，圆管湍流特征，雷诺数及流体流动状态的判别，水头损失的计算，边界层，边界层分离衡量学习是否达到目标的标准：课堂提问和讨论，作业，思考题，随堂练习，自主学习第七章孔口出流及管嘴出流31.孔口恒定出流理解2.管嘴出流理解重点与难点：口出流及管嘴出流的水力计算原理与方法衡量学习是否达到目标的标准：课堂提问和讨论，思考题，作业随堂练习，自主学习第八章有压管道流动71.等径短管的水力计算掌握2.长管的水力计算理解3.管网水力计算基础了解4.有压管道中的水击了解重点与难点：等径短管水力计算的基本公式，长管简单管路的水力计算，长管串联管路的水力计算，长管并联管路的水力计算衡量学习是否达到目标的标准：课堂提问和讨论，作业，思考题，自主学习，随堂练习总复习及作业评讲2五、推荐教材和教学参考资源（1）毛根海.应用流体力学.北京：高等教育出版社，2006（2）孔珑.工程流体力学（第四版）.北京：中国电力出版社，2014（3）伍悦滨.工程流体力学（水力学）.北