《工程流體力學(xué)》課程教學(xué)大綱

《工程流體力學(xué)》教學(xué)大綱課程英文名EngineeringFluidMechanics課程代碼02M0051學(xué)分2.5總學(xué)時(shí)40理論學(xué)時(shí)32實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐學(xué)時(shí)8課程類別學(xué)科基礎(chǔ)課課程性質(zhì)限選先修課程《高等數(shù)學(xué)》、《大學(xué)物理》適用專業(yè)測(cè)控技術(shù)與儀器（自動(dòng)檢測(cè)）開(kāi)課學(xué)院計(jì)量測(cè)試工程學(xué)院注：課程類別是指公共基礎(chǔ)課/學(xué)科基礎(chǔ)課/專業(yè)課；課程性質(zhì)是指必修/限選/任選。一、課程地位與課程目標(biāo) （一）課程地位《工程流體力學(xué)》是眾多工業(yè)技術(shù)部門必須應(yīng)用和研究的一門重要學(xué)科。在我校《工程流體力學(xué)》是面向測(cè)控、工程力學(xué)、能源、機(jī)械、環(huán)境、安全等專業(yè)學(xué)生的一門學(xué)科基礎(chǔ)課程。本課程主要講解流體的基本性質(zhì)；流體靜力學(xué)；流體動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)如連續(xù)性方程式、實(shí)際流體的運(yùn)動(dòng)微分方程式、伯努利方程式及其應(yīng)用等；相似和量綱分析；流體在管道中的流動(dòng)、圓管中的層流和湍流、管路中的沿程阻力等內(nèi)容。課程定位于基礎(chǔ)科學(xué)理論與工程實(shí)際之間的橋梁，著重培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)解決工程實(shí)踐問(wèn)題的能力，使學(xué)生成為掌握扎實(shí)的流體力學(xué)基礎(chǔ)理論、知識(shí)面寬、能力強(qiáng)、素質(zhì)高、有創(chuàng)新意識(shí)的高素質(zhì)人才。（二）課程目標(biāo)本課程以培養(yǎng)新時(shí)代計(jì)量事業(yè)工程人才為目標(biāo)，通過(guò)課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握流體力學(xué)的基本概念、基本原理和基本工程計(jì)算，為后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)提供充分的理論準(zhǔn)備；培養(yǎng)學(xué)生具有主動(dòng)參與、積極進(jìn)取、崇尚科學(xué)、探究科學(xué)的學(xué)習(xí)態(tài)度和思想意識(shí)；養(yǎng)成理論聯(lián)系實(shí)際、科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真細(xì)致、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和職業(yè)道德。具體課程目標(biāo)如下： 1.掌握流體力學(xué)基本原理，理解所學(xué)基本理論在計(jì)量測(cè)試領(lǐng)域的應(yīng)用，并能夠在幾何量或熱工量測(cè)量中運(yùn)用相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)；（1.4）2.具有運(yùn)用流體力學(xué)基本理論進(jìn)行工程設(shè)計(jì)計(jì)算，解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力；（2.1）3.具有運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)建立流體運(yùn)動(dòng)模型并進(jìn)行分析的能力。（2.3）二、課程目標(biāo)達(dá)成的途徑與方法針對(duì)本專業(yè)特點(diǎn)和具體內(nèi)容要求，靈活運(yùn)用啟發(fā)式、案例式等多種教學(xué)方法，以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性為出發(fā)點(diǎn)，加強(qiáng)課堂互動(dòng)，；采用理論分析與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的研究方法，由于用圖較多，且涉及很多流動(dòng)現(xiàn)象及工程實(shí)踐，故采用多媒體與板書(shū)相結(jié)合的教學(xué)手段，以課堂講授為主，輔以實(shí)驗(yàn)或虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)，結(jié)合課前預(yù)習(xí)、課堂討論、隨堂練習(xí)、課外作業(yè)等多種方式，來(lái)完成課程目標(biāo)的達(dá)成。三、課程目標(biāo)與相關(guān)畢業(yè)要求的對(duì)應(yīng)關(guān)系課程目標(biāo)課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求的支撐程度（H、M、L）畢業(yè)要求1.4畢業(yè)要求2.1畢業(yè)要求2.3課程目標(biāo)1M課程目標(biāo)2M課程目標(biāo)3M注：1.支撐強(qiáng)度分別填寫H、M或L（其中H表示支撐程度高、M為中等、L為低）。四、課程主要內(nèi)容與基本要求第一章

緒論主要內(nèi)容：流體力學(xué)的研究?jī)?nèi)容和研究方法，流體力學(xué)在工程技術(shù)中的地位，流體力學(xué)在教學(xué)計(jì)劃中的地位基本要求：了解流體力學(xué)的研究?jī)?nèi)容和研究方法，了解流體力學(xué)在工程技術(shù)中的地位。第二章流體及其物理性質(zhì)主要內(nèi)容：流體的定義和特征，流體連續(xù)介質(zhì)的假設(shè)，作用在流體上的力，流體的特性及主要物性參數(shù)，液體的表面性質(zhì)

基本要求：掌握流體連續(xù)介質(zhì)的假設(shè)，了解作用在流體上的力和流體的主要物理性質(zhì)、液體的表面性質(zhì)。

第三章

流體靜力學(xué)主要內(nèi)容：流體的靜壓強(qiáng)及特性，流體平衡微分方程式，流體靜力學(xué)基本方程式，絕對(duì)壓強(qiáng)、計(jì)示壓強(qiáng)、液柱式測(cè)壓計(jì)，液體的相對(duì)平衡，靜止液體作用在平面和曲面上的總壓力，靜止液體作用在物體上的浮力

基本要求：掌握流體的靜壓強(qiáng)及特性、流體平衡微分方程式和流體靜力學(xué)基本方程式的主要推導(dǎo)過(guò)程。了解工程上常用的壓強(qiáng)的計(jì)示及測(cè)量方法。了解靜止液體作用在平面和曲面上的總壓力和靜止液體作用在物體上的浮力。

第四章流體運(yùn)動(dòng)學(xué)和流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)主要內(nèi)容：研究流體流動(dòng)的方法，流動(dòng)的分類，跡線與流線，流管、流束、流量，系統(tǒng)與控制體，連續(xù)方程、動(dòng)量方程與動(dòng)量矩方程、能量方程，伯努利方程及其應(yīng)用，沿流線主法線方向壓強(qiáng)和速度的變化，粘性流體總流的伯努利方程

基本要求：掌握流體運(yùn)動(dòng)的基本概念和基本方程以及研究流體流動(dòng)的方法。廣泛地深入地理解連續(xù)方程、動(dòng)量方程與動(dòng)量矩方程、能量方程。熟練掌握伯努利方程及其應(yīng)用。

第五章相似原理和量綱分析主要內(nèi)容：流動(dòng)力學(xué)相似，動(dòng)力相似準(zhǔn)則，流動(dòng)相似條件，近似模型試驗(yàn)，量綱分析法

基本要求：掌握流體流動(dòng)的力學(xué)相似性、動(dòng)力相似準(zhǔn)則、流動(dòng)相似條件。熟練應(yīng)用量綱分析。第六章管內(nèi)流動(dòng)和水力計(jì)算液體出流主要內(nèi)容：管內(nèi)流動(dòng)的能量損失，粘性流體的兩種流動(dòng)狀態(tài)，管道進(jìn)口段中的流動(dòng)，沿程損失與局部損失，管道水力計(jì)算，液體的出流，水擊、氣穴、氣蝕簡(jiǎn)介

基本要求：熟練掌握工程上常見(jiàn)的和基本的流體流動(dòng)的能量損失（沿程損失與局部損失）的計(jì)算過(guò)程，熟練應(yīng)用莫迪圖。準(zhǔn)確理解粘性流體的兩種流動(dòng)狀態(tài)（層流流動(dòng)與紊流流動(dòng)）的基本概念、分類。熟練計(jì)算管道中流體的水力過(guò)程。五、課程學(xué)時(shí)安排章節(jié)號(hào)教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)學(xué)生任務(wù)對(duì)應(yīng)課程目標(biāo)第1章緒論2了解流體力學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史了解我國(guó)科學(xué)家提出的重要觀點(diǎn)課程目標(biāo)1第2章流體及其物理性質(zhì)2了解連續(xù)介質(zhì)假設(shè)，作用在流體上的力掌握流體的物理性質(zhì)作業(yè)：2.4、2.7、2.12課程目標(biāo)1第3章流體靜力學(xué)6了解流體的靜壓強(qiáng)特性、平衡微分方程，掌握壓強(qiáng)計(jì)算方法掌握平面壁和曲面壁上流體總壓力的計(jì)算作業(yè)：3.4、3.10、3.13、3.17、3.20、3.26課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2第4章流體運(yùn)動(dòng)學(xué)和流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)10掌握朗格朗日方法和歐拉方法；根據(jù)連續(xù)性方程、伯努利方程、動(dòng)量方程求解工程實(shí)際問(wèn)題；完成作業(yè)：4.2、4.6、4.13、4.14、4.22課程目標(biāo)2第5章相似原理和量綱分析4掌握相似原理、相似準(zhǔn)則和量綱分析方法應(yīng)用相似原理和量綱分析方法求解工程實(shí)際問(wèn)題作業(yè)：5.3、5.6、5.10課程目標(biāo)2第6章管內(nèi)流動(dòng)和水力計(jì)算液體出流12掌握雷諾數(shù)用于判別流態(tài)的方法了解圓管道內(nèi)層流與湍流的規(guī)律針對(duì)工程實(shí)例，進(jìn)行管路沿程損失和局部損失的計(jì)算作業(yè)：6.2、6.10、6.14、6.21課程目標(biāo)2實(shí)驗(yàn)雷諾數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)沿程阻力實(shí)驗(yàn)局部阻力實(shí)驗(yàn)流量計(jì)校正實(shí)驗(yàn)4完成4個(gè)實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程目標(biāo)3實(shí)踐環(huán)節(jié)及基本要求序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱學(xué)時(shí)基本要求學(xué)生任務(wù)實(shí)驗(yàn)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)類別1雷諾數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)2掌握?qǐng)A管層流、紊流兩種流態(tài)轉(zhuǎn)化規(guī)律，及其運(yùn)動(dòng)學(xué)特性和動(dòng)力學(xué)特性掌握應(yīng)用無(wú)量綱參數(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究的方法實(shí)驗(yàn)報(bào)告演示性必做2沿程阻力實(shí)驗(yàn)2掌握?qǐng)A管層流和紊流的沿程損失隨平均流速的變化規(guī)律；將測(cè)得λ-Re曲線與莫迪圖對(duì)比分析其合理性，提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析能力掌握管道沿程阻力系數(shù)的量測(cè)技術(shù)和應(yīng)用氣—水壓差計(jì)及水—水銀多管壓差計(jì)測(cè)量壓差方法實(shí)驗(yàn)報(bào)告設(shè)計(jì)性必做3局部阻力實(shí)驗(yàn)2熟悉用理論分析法和經(jīng)驗(yàn)法建立函數(shù)式的途徑掌握三點(diǎn)法、四點(diǎn)法測(cè)量局部阻力損失與局部阻力系數(shù)的技能實(shí)驗(yàn)報(bào)告設(shè)計(jì)性必做4流量計(jì)校正實(shí)驗(yàn)2掌握應(yīng)用文丘里流量計(jì)量測(cè)管道流量的技術(shù)和應(yīng)用氣—水多管壓差計(jì)測(cè)量壓差技術(shù)掌握應(yīng)用量綱分析與實(shí)驗(yàn)結(jié)合研究流體力學(xué)問(wèn)題的途徑了解文丘里流量計(jì)水力特征實(shí)驗(yàn)報(bào)告綜合性必做注：1.實(shí)驗(yàn)性質(zhì)指演示性、驗(yàn)證性、設(shè)計(jì)性、綜合性等；2.實(shí)驗(yàn)類別指必做、選做等。七、考核方式及成績(jī)?cè)u(píng)定（一）考核方式與評(píng)價(jià)考核內(nèi)容考核方式評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)（依據(jù)）占總成績(jī)比例過(guò)程考核出勤、課堂發(fā)言、作業(yè)出勤50%；作業(yè)50%課堂發(fā)言以加分形式折算到平時(shí)成績(jī)20%實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告15%期末考核閉卷考試填空題15%；選擇題20%簡(jiǎn)答題15%；計(jì)算題50%65%考核類別考試成績(jī)登記方式百分制（二）課程目標(biāo)考核環(huán)節(jié)與達(dá)成標(biāo)準(zhǔn) 課程目標(biāo)教學(xué)環(huán)節(jié)考核環(huán)節(jié)合格標(biāo)準(zhǔn)課程目標(biāo)1講授平時(shí)成績(jī)（考勤、作業(yè)）A0.6期末考試（填空題、選擇題）B課程目標(biāo)2實(shí)驗(yàn)平時(shí)成績(jī)（考勤、作業(yè)）A0.6實(shí)驗(yàn)成績(jī)（實(shí)驗(yàn)報(bào)告）C課程目標(biāo)3講授平時(shí)成績(jī)（考勤、作業(yè)）A0.6期末考試（計(jì)算題）D八、推薦教材與主要參考書(shū)（一）推薦教材：《工程流體力學(xué)》，孔瓏，中國(guó)電力出版社，2014年2月，第