《工程流体力学》课程教学大纲

ADDINCNKISM.UserStyle《工程流体力学》课程教学大纲（理论课程）一、课程基本信息课程号1523D03023开课单位质量技术监督学院课程名称工程流体力学EngineeringFluidMechanics课程性质选修考核类型考试课程学分2课程学时34课程类别学科基础课程先修课程高等数学适用专业（类）安全工程专业二、课程描述及目标（一）课程简介流体力学是一门应用面非常广泛的科学，在航空、航天、能源、动力、机械、化工等领域有着重要的应用。《工程流体力学》作为流体力学的重要分支，有很强工程应用背景，将为工科类本科生学习专业课程以及毕业后从事相关工程技术工作打下坚实基础。在热工计量检测、能源动力、工程力学领域中流体力学的知识应用得更加广泛。《工程流体力学》课程是本专业的一门学科拓展选修课程，是流体工程实践中有关固体壁面受力、管路计算及摩擦磨损问题的理论基础，旨在通过各个教学环节，使学生掌握流体静力学基础知识、流体运动和平衡基本原理、能量转换原理，掌握工程流体力学的基本知识（基本概念、原理和研究方法）、有关的计算方法和必要的实验技能，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，为后续专业课学习和将来从事流体相关安全专业技术工作打下良好的基础。（二）教学目标通过本课程，学生将具备流体力学基础知识。通过本课程的学习，学生应掌握流体力学的基本概念，基本理论，能量传递和能量转换基本规律以及水力计算的基本方法。使学生具备必要的基础理论和一定的分析、解决实际工程中问题的能力。为学习后继专业课程及从事安全专业技术工作和进行科学研究奠定必要的基础。课程目标1：掌握流体力学中流体物理性质的基本概念；熟练应用流体的平衡微分方程；掌握流体运动学基本概念；能够熟练运用连续性方程、伯努利方程和动量方程；掌握相似原理与量纲分析的基本理论；具备解决安全工程领域流体相关复杂工程问题的基础知识。课程目标2：熟悉流体力学对工程实际问题的解决方法和思路，具备分析和解决安全工程领域流体相关复杂工程问题的能力；培养安全工程领域工程设计实践能力。三、课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求毕业要求指标点课程目标教学过程（达成途径）2问题分析：能够应用数学、自然科学和安全工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析安全工程特别是特种设备安全及检验检测等相关领域的复杂工程问题，以获得有效结论。2.1识别能力：能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别和判断特种设备安全及检验检测等相关领域程复杂问题的关键环节和参数。目标1：掌握流体力学中流体物理性质的基本概念；熟练应用流体的平衡微分方程；掌握流体运动学基本概念；能够熟练运用连续性方程、伯努利方程和动量方程；掌握相似原理与量纲分析的基本理论；具备解决安全工程领域流体相关复杂工程问题的基础知识。1、理论讲授：流体的基本性质，流体静力学，理想流体运动基本方程，不可压缩流体一元流动，量纲分析和相似原理。2、工程案例教学：工程应用实例3、课堂讨论：知识应用场景讨论，案例分析讨论4、课堂测试：雨课堂试题推送2问题分析：能够应用数学、自然科学和安全工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析安全工程特别是特种设备安全及检验检测等相关领域的复杂工程问题，以获得有效结论。2.2工程表达能力：能够运用图纸、模型、论文等对安全工程特别是特种设备安全及检验检测等相关领域的复杂工程问题进行有效表达。目标2：熟悉流体力学对工程实际问题的解决方法和思路，具备分析和解决安全工程领域流体相关复杂工程问题的能力；培养安全工程领域工程设计实践能力。1、理论讲授：工程实例应用分析2、工程案例教学：孔口流量计、文丘里流量计、卡门涡街3、课堂测试：雨课堂试题推送四、教学方式与方法1.课堂讲授。公式推导、原理证明和计算采用传统方式讲授。2.课堂讨论和习题课。通过课堂讨论和习题课，对于某些重要或难以掌握的内容扩展思路和加深理解。3.任务驱动，项目化教学。以实际项目为例，任务驱动的形式进行教学。五、教学重点与难点（一）教学重点通过学习工程流体力学，要求学生掌握流体力学的基本知识、原理和计算方法，包括流体的基本性质，流体平衡及运动的基本规律，动量方程，能量方程（伯努力方程）以及圆管层流流动计算，相似原理和量纲分析。（二）教学难点流体平衡的基本规律难点有：曲面上总压力的计算；流体运动学和动力学难点有：动量方程、能量方程的理解和应用；流体管内流动难点有：湍流理论，各种管流的水力计算；粘性流体流动难点有：孔口和管嘴出流。六、教学内容、基本要求与学时分配序号教学内容基本要求学时对应课程目标1第一章绪论要求掌握静水压强的定义；静水压强分布规律；绝对压强、相对压强、真空值之间的关系。2课程目标12第二章流体的基本性质掌握流体的密度、可压缩性、黏度等性质；掌握连续性假设和牛顿内摩擦定律、质量力和表面力。了解表面张力和毛细现象。2课程目标13第三章流体静力学掌握等压面的定义和性质；熟练应用流体的平衡微分方程，作用在平面上的液体总静压力和曲面上的液体总静压力计算方法；掌握非惯性系流体的相对平衡的计算方法。6课程目标1课程目标24第四章理想流体运动基本方程掌握描述流体运动的两种方法，流体运动的基本概念；掌握和熟练运用连续性方程、伯努利方程和动量方程。8课程目标1课程目标25第五章不可压缩黏性流体一元流动掌握流动阻力与能量损失的两种形式；流体流动的两种流型及其判别；流体均匀流的沿程损失；层流运动及沿程损失；紊流运动及沿程损失；局部损失的计算；熟悉管路沿程阻力系数变化规律；了解尼古拉兹实验过程。8课程目标1课程目标26第六章工程应用实例分析掌握孔口、管嘴出流的计算；短管的水力计算；长管的水力计算。4课程目标27第七章量纲分析及相似原理掌握瑞利法和Π定理的量纲分析方法；能够运用相似原理解决工程实际问题。4课程目标1课程目标2合计34七、学业评价和课程考核（一）考核类型：考试考查（二）考核方式：开卷考试闭卷考试课程论文课程报告其它：（三）成绩评定：总成绩=平时成绩×30%＋考试成绩×70%1、平时成绩考核细则序号课程目标（能力）考核点考核方式（其中一种或多种）权重（%）评分细则优秀(85-100%)良好(75-84%)中(65-74%)及格(60-64%)不及格(低于60%)1课程目标1：掌握流体力学中流体物理性质的基本概念；熟练应用流体的平衡微分方程；掌握流体运动学基本概念；能够熟练运用连续性方程、伯努利方程和动量方程；掌握相似原理与量纲分析的基本理论；具备解决安全工程领域流体相关复杂工程问题的基础知识。1、流体静力学2、流体运动学基本知识3、连续性方程、动量方程和伯努利方程的应用4、相似原理和量纲分析课堂问答、测试、讨论40%对于流体力学基本概念和知识，三大方程能够熟练掌握和正确应用。对于流体力学基本概念和知识，三大方程能够比较熟练掌握和正确应用。对于流体力学基本概念和知识，三大方程能够基本熟练掌握和正确应用。对于流体力学基本概念和知识，三大方程能够基本掌握和正确应用。对于流体力学基本概念和知识，三大方程不能够掌握和正确应用。2课程目标2：熟悉流体力学对工程实际问题的解决方法和思路，具备分析和解决安全工程领域流体相关复杂工程问题的能力；培养安全工程领域工程设计实践能力。1、流动阻力与能量损失2、孔口、管嘴出流的计算3、短管和长管的水力计算课堂问答、测试、讨论60%能够很好地分析和解决安全工程领域流体相关复杂工程问题，具备工程设计能力。能够较好地分析和解决安全工程领域流体相关复杂工程问题，具备工程设计能力。能够基本正确地分析和解决安全工程领域流体相关复杂工程问题，具备工程设计能力。能够初步分析和解决安全工程领域流体相关复杂工程问题，具备基本的工程设计能力。不能够分析和解决安全工程领域流体相关复杂工程问题，不具备工程设计能力。2、期末考试考核细则序号课程目标（能力）知识点考核题型（其中一种或多种）权重（%）评分细则优秀(85-100%)良好(75-84%)中(65-74%)及格(60-64%)不及格(低于60%)1课程目标1：掌握流体力学中流体物理性质的基本概念；熟练应用流体的平衡微分方程；掌握流体运动学基本概念；能够熟练运用连续性方程、伯努利方程和动量方程；掌握相似原理与量纲分析的基本理论；具备解决安全工程领域流体相关复杂工程问题的基础知识。1、流体静力学2、流体运动学基本知识3、连续性方程、动量方程和伯努利方程的应用4、相似原理和量纲分析填空、判断、简答55%对于流体力学基本概念和知识，三大方程能够熟练掌握和正确应用。对于流体力学基本概念和知识，三大方程能够比较熟练掌握和正确应用。对于流体力学基本概念和知识，三大方程能够基本熟练掌握和正确应用。对于流体力学基本概念和知识，三大方程能够基本掌握和正确应用。对于流体力学基本概念和知识，三大方程不能够掌握和正确应用。2课程目标2：熟悉流体力学对工程实际问题的解决方法和思路，具备分析和解决安全工程领域流体相关复杂工程问题的能力；培养安全工程领域工程设计实践能力。1、流动阻力与能量损失2、孔口、管嘴出流的计算3、短管和长管的水力计算填空、综合应用、案例分析45%能够很好地分析和解决安全工程领域流体相关复杂工程问题，具备工程设计能力。能够较好地分析和解决安全工程领域流体相关复杂工程问题，具备工程设计能力。能够基本正确地分析和解决安全工程领域流体相关复杂工程问题，具备工程设计能力。能够初步分析和解决安全工程领域流体相关复杂工程问题，具备基本的工程设计能力。不能够分析和解决安全工程领域流体相关复杂工程问题，不具备工程设计能力。八、课程目标达成评价课程目标的实际达成效果计算方式如下，达成值越高，教学效果越好。课程目标达成度毕业要求指标点达成度九、教材与教学参考书（一）教材《工程流体力学基础》，韩占忠等，北京理工大学出版社，2020年6月第3版。（二）教学参考书1.《流体力学》，张也影，高等教育出版社，1999年6月版；2．《流体力学