流体力学课程教学实施细则

《流体力学》教学实施方案

2007年10月1日姜帆

依据电大土木工程本科培育目标和教化部面对21世纪工程类课程教学内容改革的有

关要求，搞好流体力学课程教学与管理工作，保证教学质量，特制定本实施细则。

一、课程概况

本课程的主要任务是使学生驾驭流体（主要为水流）运动的一般规律和有关的基本概

念、基本原理、基本方法和确定的试验技能，留意培育学生发觉和解决问题的实力，为学习

专业课程、从事专业技术工作或进行科学探讨打下基础。

二、课程教学说明

本课程5学分，理论学时为72学时。

三、教学内容

（一）绪论

1、流体力学的任务及探讨对象

2、流体的主要物理力学性质：易流淌性，惯性，粘滞性，压缩性和膨胀性，表面张力

特性

3、作用在流体上的力：质量力，表面力

4、流体的力学模型与探讨方法

（二）流体静力学

1、流体静压强及其特性

静压强的定义，郭压强的特性

2、流体的平衡微分方程及其枳分

流体的平衡微分方程-欧拉平衡微分方程，流体的平衡微分方程的积分，等压面及

其特性。

3、流体静压强分布规律及压强的量测

流体静压强公式，压强的计算基准和表示方法，静压强分布图，压强的各种量测

仪器和方法。

4、作用于平面的液体总压力

图解法，解析法，

5、作用于曲面的液体总压力

水平分力，铅垂分力，总压力

（三）流体运动学

1、流淌描述

描述流体运动的两种方法，迹线与流线，质点速度、加速度。

2、描述流体运动的一些基本概念

恒定流与非恒定流，流管、总流、流量、断面平均流速，一元流、二元流、三元流,

匀整流与非匀整流、渐变流与急变流。

3、流体运动的连续性方程

流体运动的连续性方程；连续性方程的应用：由一断面的平均速度求另一断面的平均

速度：检验给定流淌是否满足连续性方程。

4、流体微团运动分析

流体微团运动的基本形式：平移、线变形、角变形、旋转的概念及其相应表达式，旋

流与有旋流：基本概念、无旋流满足的条件。

5、平面势流

速度势函数及其性质，流函数及其性质，流函数与速度势函数的关系，几种简洁的平

面势流。

（四）流体动力学基础

1、志向流体运动微分方程

志向流体动压强的特性，Euler运动微分方程

2、实际流体运动微分方程

实际流体质点应力分析，实际流体运动基本微分方程（切应力表示），纳维-斯托克斯

（Navier-Stokes）方程。

3、志向流体及实际流体恒定元流的能量方程（Bernoulli方程）

志向流体恒定元流的能量方程，实际流体恒定元流的能量方程，说明能量方程中各项

意义，能量方程应用。

4、实际流体恒定总流的能量方程

实际流体恒定总流的能量方程推导：对元流能量方程在总流断面上积分，实际流体恒

定总流的能量方程的应用，应用条件、有能量输入输出、应用、总水头线和测压管水

头线。

（五）流淌阻力和能量损失

1、两种流态和判别标准：雷诺试验和两种流态，流态判别标准。

2、流淌阻力与能量损失的关系：沿程阻力和沿程损失，局部阻力和局部损失。

3、层流运动：层流运动的流速分布，层流的沿程损失。

4、紊流运动：紊流运动的分析方法，紊流阻力，紊流速度分布。

5、紊流沿程阻力系数：紊流沿程阻力系数的计算公式。

6、局部阻力：突然放大处的局部损失，局部阻力系数和减阻措施简介。

(六)孔口、管嘴和有压管流

1、孔口出流：孔口的基本概念，孔口自由出流，非全部收缩与全部收缩，完善收缩与不

完善收缩孔口沉没出流。

2、管嘴出流：圆柱形外管嘴出流，其它类型管嘴出流简介。

3、短管的水力计算：短管自由出流，短管沉没出流，实际工程问题中的短管计算，虹吸

管、水泵水力。

4、长管的水力计算：简洁长管的水力计算，串联管路，并联管路。

5、管网计算基础：枝状管网，环状管网。

6、有压管流中的非恒定流：水击现象，干脆水击和间接水击。

(七)明渠恒定流

1、明渠的分类

棱柱型渠道与非棱栏型渠道，顺坡、平坡和逆坡渠道。

2、恒定匀整流特征

恒定匀整流水力特征，恒定匀整流产生条件。

3、恒定匀整流基本公式

谢才(AntoineChezy)公式，曼宁(RobertManning)公式，巴甫洛夫斯基(H.H.HaB

JI0BCKHW)公式。

4、明渠水力最优断面和允许流速

水力最优断面，渠道的允许流速。

5、恒定匀整流水力计算基本问题

验算渠道的输水实力，确定渠道底坡，确定渠道断面尺寸。

6、无压圆管匀整流的水力计算。

无压圆管的水力要素，无压圆管匀整流水流特征，无压圆管匀整流的水力计算问题。

7、恒定非匀整流产生条件及其特征

恒定非匀整流产生条件，恒定非匀整流水流特征。

8、明渠非匀整流的若干概念

急流、缓流、临界流及其判别标准，断面比能，临界水深。

9、水跃

水跃现象，水跃的基本方程，水跃函数图示，共加水深的计算，水跃的能量损失与长

度的计算。

1（）、明渠恒定非匀整渐变流的水面曲线

明渠恒定非匀整渐变流的基本微分方程，棱柱型渠道中恒定非匀整渐变流水面曲线定

性分析，明渠恒定非匀整流渐变流水面曲线计算（分段求和法）。

（八）堰流

1、堰流的定义及其分类

2、堰流的基本公式

堰流的基本公式的建立，堰流量系数及其影响因素。

3、薄壁堰

三角堰、矩形堰、梯形堰流量公式

4、宽顶堰

自由式无侧收缩宽顶堰，沉没式无侧收缩宽顶堰，侧收缩宽顶堰

5、小桥孔径的水力计算

小桥孔径水力计算公式，小桥孔径水力计算原则

（九）渗流

1、渗流基本定律

渗流模型,达西渗流定律,渗流系数.

2、地下水的匀整流和丰匀整渐变流

杜比（J.Dupuit）公式，渐变渗流基本微分方程，渐变渗流浸润线。

3、集水廊道和井

集水廊道，潜水井（无压井），大口井，自流井（承压井），应用势流叠加原理，计

算降低基坑中的地下水位。

（+）量纲分析和相像原理

1、量纲分析：量纲和谐原理，定理

2、相像原理：几何相像，运动相像，动力相像

3、相像准则：重力相像准则，粘性力相像准则，压力相像准则

4、相像原理的应用

四、教学媒体

网上资源：中心电大、省电大网上本课程栏目发布有关教学辅导内容本课程的媒体建议

选用文字教材、录像教材等。其中文字教材是课程的基本媒体，不但包含全部教学内容，而

且包含教学要求、其他媒体使方法及必要的教学信息等内容，是学生学习的核心教材。录像

教材是强化媒体，主要是分层次讲授课程的重点、难点以及分析问题的方法与思路，是对文

字教材某些内容的强化与补充。

五、教学过程

本课程的教学将接受多种媒体、多种方式进行，使学生通过完整的学习过程和多种方法

获得学问和技能。

（1）电视课与录音课

电视课与录音课是本课程的重要教学环节，是学生获得课程学问的主要教学方式之一。

各单位应尽量多组织学生收看电视课，要求学生在收看电视课之前，能刚好收听录音课，以

保证学生有重点地学习，校系统地驾驭本课程的内容。

（2）教学辅导

面授辅导（包括习题课）是重要教学方式之一，由于电大是远距离教化，面授辅导是学生

接触老师、获得疑难解答的重要途径。面授辅导课要服务于电视课，要紧密协作电视课和教

材，依据教学大纲进行辅导讲解。要留意运用启发式，接受讲解、探讨、答疑等方式，通过

解题思路分析和基本方法训练，培育学生基本运算的实力和分析问题、解决问题的实力。

（3）自学

自学是学生获得学问的另一种重要方式，自学实力的培育也是高校教化的目的之一。

无论电视课.坏是辅导课，都要留意对学生自学实力的培育.学生自己更应重视自学和自学

实力的培育。文字教材是学生自学的主要媒体，本课程网上教学资源比较丰富，通过上网学

习可以提高对学问的驾驭程度。学生要通过导学老师供应的导学提纲进行自学。

六、考核

1、本课程的考核由形成性考核和终结性考核成两部分组成，形成性考核

成果占课程总成果的30%,终结性考核成果占课程总成果的70%。形成性考核由平常作业

考核和学习过程考核两部分构成，平常作业考核成果和学习过程考核成果各占形成性考核成

果的50%,其中学习过程考核按现实课堂和虚拟网络课堂两项考核，现实课堂考核成果占

60%,虚拟网络课堂考核成果占4。％。

现实课堂（60%）虚拟网络课堂＜40%）

面授辅导小组学习网上阅读网上探讨网上自测

80%20%70%10%20%

2、平常作业

(1)平常作业布置

独立完成作业是学好本课程的重要手段。作业题目应依据教学基本要求精选，份量要适

度，由易到难。由于教学时数所限，本课程的理论推证较多，因此必需通过做练习题来加深

对概念的理解和驾驭，熟悉各种公式的运用，从而达到消化、驾驭所学学问的目的。

(2)平常作业评分标准

学生必需按规定时间交作业，看法细致，字迹工整，抄写题目，解答题有解答过程。每

次作业成果按百分制计算，具体评分标准如下：

完成全部作业内容，得分80〜100；

未完成全部作业内容，但完成全部作业内容的60%以上，得分60〜79；

未完成全部作业内容，但完成部分占全部作业内容的60%以下，得分。〜59；

抄袭作业按0分计算；

不按时交作业按0