工程流体力学课程教学大纲

工程流体力学课程教学大纲一、课程基本信息1.课程名称：工程流体力学2.课程代码：[具体代码]3.课程类型：专业基础课4.学分/学时：[X]学分，[X]学时（其中理论教学[X]学时，实验教学[X]学时）5.适用专业：[相关专业名称]6.开课单位：[授课单位名称]

二、课程目标1.使学生掌握工程流体力学的基本概念、基本原理和基本方法，具备扎实的理论基础。2.培养学生运用流体力学知识分析和解决实际工程问题的能力，包括建立物理模型、选用合适的数学方法求解以及对结果进行分析和讨论。3.培养学生的实验技能，使其能够独立完成流体力学相关实验，掌握实验数据处理和分析方法。4.通过课程学习，培养学生的科学思维、创新能力和团队协作精神，提高学生的综合素质，为后续专业课程的学习和今后从事工程技术工作奠定基础。

三、课程内容与要求

绪论1.教学内容工程流体力学的研究对象和任务。流体的主要物理性质，如密度、粘性、压缩性和膨胀性等。作用在流体上的力，包括质量力和表面力。流体力学在工程中的应用实例。2.教学要求了解工程流体力学的发展历程和在工程领域的重要性。理解流体的各种物理性质及其影响因素。掌握质量力和表面力的概念及表示方法。

流体静力学1.教学内容流体静压强及其特性。重力作用下流体静压强的分布规律，包括等压面的概念和压强计算公式。静止流体作用在平面和曲面上的总压力计算，包括压力体的概念和计算方法。流体静力学基本方程的应用，如连通器原理、测压计原理等。2.教学要求深刻理解流体静压强的概念和特性。熟练掌握重力作用下流体静压强的分布规律，并能运用其解决实际问题。掌握静止流体总压力的计算方法，能正确绘制压力体图。能运用流体静力学基本方程分析和解决相关工程实际问题。

流体动力学基础1.教学内容描述流体运动的两种方法：拉格朗日法和欧拉法。流体运动的基本概念，如流线、迹线、流管、流量、断面平均流速等。连续性方程、能量方程和动量方程的推导、物理意义及应用条件。2.教学要求理解描述流体运动的两种方法及其区别。掌握流体运动的基本概念，并能正确理解其物理意义。熟练掌握连续性方程、能量方程和动量方程的推导过程，能运用这些方程解决一维流动问题。

流动阻力和水头损失1.教学内容流动阻力的分类，包括沿程阻力和局部阻力。沿程水头损失的计算，介绍层流和紊流的概念、判别方法及沿程水头损失计算公式。局部水头损失的计算，常见局部阻力系数的确定方法。减小水头损失的措施。2.教学要求理解流动阻力的产生原因和分类。掌握层流和紊流的基本特征，能运用判别准则判断流态。熟练掌握沿程水头损失和局部水头损失的计算方法。了解减小水头损失的工程措施。

孔口、管嘴出流和有压管道恒定流1.教学内容孔口自由出流和淹没出流的水力计算，包括孔口出流的流量公式、流速系数和收缩系数等。管嘴出流的特点和流量计算公式。简单管道、串联管道、并联管道的水力计算，包括流量、流速、水头损失的计算方法。水击现象的概念、产生原因、危害及防护措施。2.教学要求掌握孔口出流和管嘴出流的水力计算方法。能对简单管道、串联管道和并联管道进行水力计算。理解水击现象的原理，了解其危害和防护措施。

明渠恒定流1.教学内容明渠水流的特点和分类，包括均匀流和非均匀流、缓流、急流和临界流等。明渠均匀流的水力计算，如流量公式、谢才公式等。明渠非均匀流的水面曲线分析，包括渐变流和急变流的概念、水面曲线的定性分析方法。2.教学要求理解明渠水流的特点和分类。掌握明渠均匀流的水力计算方法。能对明渠非均匀流的水面曲线进行定性分析。

堰流1.教学内容堰流的定义、分类及特点。薄壁堰、实用堰和宽顶堰的水力特性和流量计算公式。2.教学要求了解堰流的基本概念和分类。掌握不同类型堰流的流量计算公式，并能应用于实际工程计算。

渗流1.教学内容渗流的基本概念，如渗流模型、渗流基本定律（达西定律）等。简单土壤渗流问题的计算，如井的渗流计算。2.教学要求理解渗流的基本概念和渗流模型。掌握达西定律及其应用条件，能进行简单土壤渗流问题的计算。

相似原理与量纲分析1.教学内容相似的概念，包括几何相似、运动相似和动力相似。相似准则，如雷诺准则、弗劳德准则、欧拉准则等。量纲分析的基本原理和方法，如瑞利法、白金汉π定理等。2.教学要求理解相似的概念和相似准则的物理意义。掌握量纲分析的方法，并能运用其解决实际问题。

四、实验教学内容与要求

1.实验项目流体静力学实验：验证流体静压强分布规律，测量静止流体中某点的压强等。雷诺实验：观察层流和紊流现象，测定临界雷诺数。沿程水头损失实验：测定不同管径、不同流量下的沿程水头损失，验证沿程水头损失计算公式。局部水头损失实验：测定常见局部阻力（如弯头、阀门等）的局部水头损失系数。孔口管嘴出流实验：测定孔口和管嘴出流的流量，验证流量计算公式。2.教学要求实验前，学生应预习实验指导书，了解实验目的、原理、步骤和注意事项，明确实验任务。实验过程中，学生应严格遵守实验操作规程，认真观察实验现象，准确记录实验数据。实验后，学生应及时整理实验数据，进行数据处理和分析，撰写实验报告。实验报告应包括实验目的、原理、设备、步骤、数据记录与处理、结果分析、结论与讨论等内容。

五、课程考核1.考核方式：本课程考核方式为考试，总评成绩由平时成绩和期末考试成绩组成，平时成绩占总成绩的[X]%，期末考试成绩占总成绩的[X]%。2.平时成绩构成及考核方式出勤情况（[X]%）：根据学生的课堂出勤情况进行考核，无故缺勤一次扣[X]分，迟到、早退累计[X]次按缺勤一次计算。课堂表现（[X]%）：包括课堂提问、参与讨论、作业完成情况等。积极参与课堂互动，回答问题正确，作业认真按时完成，可获得较高分数；反之，则酌情扣分。实验成绩（[X]%）：根据实验预习、操作过程、数据处理、报告撰写等方面进行综合考核。实验成绩分为优秀、良好、中等、及格和不及格五个等级。3.期末考试形式及内容期末考试形式为闭卷考试，考试时间为[X]分钟。考试内容涵盖课程的基本概念、基本原理、基本方法以及重点和难点内容，包括选择题、填空题、计算题、简答题等题型，全面考查学生对课程知识的掌握程度和应用能力。

六、教材及参考资料1.教材[教材名称]，主编：[主编姓名]，出版社：[出版社名称]，出版年份：[出版年份]2.参考资料[参考教材1名称]，主编：[主编姓名]，出版社：[出版社名称]，出版年份：[出版年份][参考教材2名称]，主编：[主编姓名]，出版社：[出版社名称]，出版年份：[出版年份][相关学术期刊名称]，如《工程热物理学报》《水利学报》等

七、大纲说明1.本大纲按照课程目标和教学要求制定，涵盖了工程流体力学的主要内容。在教学过程中，可根据实际教学情况对教学内容进行适当调整和补充，突出重点，确保学生掌握课程的核心知识和技能。2.注重理论与实践相结合，通过实验教学加深学生对理论知识的理解和掌握，培养学生的实践能力和创新思维。实验教学应安排在相应理论教学内容之后进行，使学生能够将理论知识应用于实际操作中。3.教学方法应多样化，可采用课堂讲授、案