《工程流体力学》教学大纲

《工程流体力学》教学大纲适用范围：202X版人才培养方案课程代码：01130321课程性质：学科基础必修课学分：2学分学时：32学时（其中：理论32学时，实验0学时）先修课程：大学物理、高等数学等后续课程：水污染控制工程、大气污染控制工程等适用专业：环境工程开课单位：机械工程学院一、课程说明《工程流体力学》课程是环境工程专业学生的一门学科基础必修课。本课程主要是研究流体的静止和运动状态，以及流体和固体壁面、流体和流体之间的相互作用和流动的规律。通过本课程的学习，使学生掌握流体静力学、流体动力学的基本概念、基本原理及应用，掌握工程流体力学有关的计算方法和应用技能，具备应用工程流体力学知识对实际问题进行分析和计算的能力，也为后续专业课程的学习奠定必要的理论基础。二、课程目标通过本课程的学习，使学生达到如下目标：课程目标1：掌握流体的物理性质；掌握流体静止及运动时的规律以及流体与固体之间的相互作用；掌握黏性流体运动及其阻力计算；了解量纲分析与相似理论；理解流体的力学运动规律并能够将其应用于工程实际问题的分析；了解本门课程与专业之间的关系。能够通过工程实例简化得出流体力学模型。养成理论联系实际，科学严谨、认真细致、实事求是的科学态度和职业道德。课程目标2：通过对环境工程中水、空气污染治理中涉及到流体力学的实际问题的分析，提高学生解决工程实际问题的能力，提高学生计算和分析求解的能力。三、课程目标与毕业要求《工程流体力学》课程教学目标对环境工程专业毕业要求的支撑见表1。表1课程教学目标与毕业要求关系毕业要求指标点课程目标支撑强度1.工程知识：能将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于分析解决环境工程领域的复杂工程问题。1.3能够针对环境相关工程问题的具体对象，建立相应的数学模型并合理求解。课程目标1：掌握流体的物理性质；掌握流体静止及运动时的规律以及流体与固体之间的相互作用；掌握黏性流体运动及其阻力计算；了解量纲分析与相似理论；理解流体的力学运动规律并能够将其应用于工程实际问题的分析；了解本门课程与专业之间的关系。能够通过工程实例简化得出流体力学模型。养成理论联系实际，科学严谨、认真细致、实事求是的科学态度和职业道德。H3.设计/开发解决方案：能设计针对环境工程领域复杂工程问题特别是机械装备制造工业污染问题的解决方案，并能在设计方案中体现创新意识，考虑社会、环境、健康、安全、法律、文化等因素。3.2能够设计满足环境工程领域需求的工程相关系统、单元（环节）或工艺流程，并具有对设计进行集成的能力。课程目标2：通过对环境工程中水、空气污染治理中涉及到流体力学的实际问题的分析，提高学生解决工程实际问题的能力，提高学生计算和分析求解的能力。通过对相关问题的讨论，提高学生的发现、思辨和表达能力。M注：表中“H（高）、M（中）”表示课程与相关毕业要求的关联度。四、教学内容、基本要求与学时分配1.理论部分见表2表2教学内容、基本要求与学时分配教学内容教学要求，教学重点难点理论学时实验学时对应的课程目标1.绪论1.1工程流体力学的研究对象、任务及方法；1.2流体的物理性质；1.3流体的受力。教学要求：了解工程流体力学的研究对象、任务及方法；理解并掌握流体的物理性质；掌握流体的受力分析；理解流体的力学模型。重点：流体的物理性质。难点：牛顿内摩擦定律。41、2流体静力学2.1质量力、流体静压强及其特性2.2流体静平衡微分方程及其积分2.3流体静压强的分布规律2.4压强的计算标准和度量单位2.5静压强的测量2.6作用于平面上的静压力2.7作用在曲面上的液体压力教学要求：理解并掌握静压强的含义及特性，流体平衡微分方程及应用；理解并掌握压强表示方法和量度单位，测压计测量原理；掌握平面、曲面上静水总压力的计算。重点：静压强的含义及特性，分布规律，压强的表示方法，作用在壁面上的压力计算。难点：静力学基本方程的应用，流体作用在曲面上的力。81、23.流体动力学3.1流体运动的描述方法3.2关于流场的一些基本概念3.3流体一元流动的连续性方程3.4理想流体一元流动能量方程3.5总流的伯努利方程3.6动量方程式教学要求：了解描述流体运动的方法，理解流体动力学的基本概念；理解并掌握连续性方程、伯努利方程及其应用。重点：连续性方程、伯努利方程及其应用。难点：伯努利方程及其应用。101、24.粘性流体管内流动能量损失4.1沿程损失和局部损失4.2层流、紊流与雷诺数4.3圆管中的层流流动4.4圆管中的紊流流动4.5管路中的沿程阻力4.6管路中的局部阻力教学要求：了解流动阻力和能量损失的分类方法；掌握流态的判断方法；掌握管内流动沿程损失、局部损失的计算；了解减小阻力的措施。重点：流态的判断，沿程损失、局部损失的计算。难点:沿程损失、局部损失的计算。81、25.相似理论与量纲分析5.1几何、运动和动力相似5.2动力相似准则5.3相似模型试验5.4量纲分析教学要求：掌握量纲分析方法及其初步运用；理解相似的概念、掌握相似准则；了解模型实验方法及内容。重点：量纲分析方法，相似准则。难点:相似准则。21、2合计32五、教学方法及手段本课程以课堂讲授为主，结合讨论、案例、视频资源共享等教学手段完成课程教学任务和相关能力的培养。学生比较全面地理解流体力学的基本知识、基本技能和基本方法，培养学生的分析问题及计算能力、对工程问题的辩证思维能力以及严肃认真、实事求是的科学态度。六、课程资源库1.建议教材：韩占忠.工程流体力学基础.北京理工大学出版社.2020.06.2.参考书：1）赵汉中.《工程流体力学》.华中科技大学出版社.2011.08.2）高殿荣.《工程流体力学》.化学工业出版社.2017.08.3）黄卫星.《工程流体力学》.化学工业出版社.2018.01.4）孔珑.《工程流体力学》.中国电力出版社.2014.01.5）陈卓如《工程流体力学》.高等教育出版社，2013.12.6）孔珑.《工程流体力学学习指导》.中国电力出版社.2009.06.7）刘鹤年.《流体力学》.中国建筑工业出版社.2016.01.3.期刊：1）流体机械.ISSN：1005-0329.中国机械工程学会.2）实验流体力学.ISSN：1672-9897.中国空气动力学会.3）流体传动与控制.ISSN：1672-8904.上海市机械工程学会.4）风机技术.ISSN：1006-8155.沈阳鼓风机研究所.5）InternationalJournalofFluidMachineryandSystems.ISSN：1882-9554.4.网络资源：1）慕课：工程流体力学.王国玉./course/BIT-10017580082）流体中文网.http://七、课程考核对课程目标的支撑课程考核采用全过程化考核，具体考核/评价细则及对课程目标的支撑关系见表4。表4课程考核对课程目标的支撑考核环节占比考核/评价细则课程目标12过程性考核课堂表现30（1）根据课堂无迟到早退情况，课堂回答问题积极性，答案准确等情况进行考核，满分100分。（2）以平时考核成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√1812作业40（1）主要考核学生对各章节知识点的复习、理解和掌握程度，满分100分；（2）每次作业单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩。（3）以作业成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√1614测试30（1）主要考核学生对各章节知识点的复习、理解和掌握程度，满分100分；（2）测试单独评分，作为此环节的最终成绩。（3）以测试成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√2614合计：100分6040八、考核与成绩评定1.考核方式及成绩评定考核方式：本课程主要以课堂表现、作业、测试等方式对学生进行考核评价。考核基本要求：考核总成绩由过程性评价成绩组成。其中：课堂表现、作业、测试等过程性评价成绩分别占比为30、40、30，总分为100分。2.过程性考核成绩的标准过程性考核方式重点考核内容、评价标准、所占比重见表5。表5过程性考核方式评价标准考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60课堂表现30无缺勤，线上自学完成度，回答问题及讨论参与度、准确度均大于90%。缺勤1次，线上自学完成度，回答问题及讨论参与度、准确度均大于80%。缺勤2次以内，线上自学完成度，回答问题及讨论参与度、准确度均大于70%。缺勤3次以内，线上自学完成度，回答问题及讨论参