《工程流體力學(xué)4》課程教學(xué)大綱

《工程流體力學(xué)4》教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱工程流體力學(xué)EngineeringFluidMechanics課程編碼SPE410521020開課院部石油工程學(xué)院課程團(tuán)隊流體力學(xué)課程組學(xué)分2.0課內(nèi)學(xué)時34講授28實驗6上機(jī)0實踐0課外學(xué)時34適用專業(yè)環(huán)境工程授課語言中文先修課程高等數(shù)學(xué)（2-1）、高等數(shù)學(xué)（2-2）、大學(xué)物理（2-1）、大學(xué)物理（2-2）、工程力學(xué)課程簡介（限選）工程流體力學(xué)是環(huán)境、測控等專業(yè)一門專業(yè)基礎(chǔ)課。本課程的主要教學(xué)內(nèi)容包括：流體的概念及其物理性質(zhì)、靜止流體內(nèi)的壓強(qiáng)分布規(guī)律及靜水總壓力問題、運(yùn)動流體的研究方法、基本概念、質(zhì)量守恒定律、能量守恒定律以及動量定律、層流和紊流流態(tài)、流動阻力和水頭損失、壓力管路串并聯(lián)的水力計算、孔口管嘴泄流計算等。本課程的教學(xué)目標(biāo)是通過各個教學(xué)環(huán)節(jié)使學(xué)生掌握和理解流體平衡和運(yùn)動的基本概念、基本理論和一般規(guī)律，掌握流體力學(xué)的常用計算方法和基本實驗技能，提高分析和解決實際問題的能力，為今后學(xué)習(xí)專業(yè)知識、從事專業(yè)工作和科學(xué)研究打下良好基礎(chǔ)。結(jié)合流體力學(xué)科學(xué)家事跡和工程案例，開展愛國主義教育，幫助學(xué)生建立正確的人生觀和價值觀。EngineeringFluidmechanicsisaprofessionalbasiccourseforenvironment,measurementandcontrolandothermajors.Themainteachingcontentsofthiscourseinclude:theconceptoffluidanditsphysicalproperties,thepressuredistributionlawinstaticfluidandthetotalpressureprobleminstillwater,theresearchmethodsofmovingfluid,basicconcepts,thelawofconservationofmass,energyConservationLawandmomentumLaw,laminarandturbulentflowpattern,flowresistanceandheadloss,hydrauliccalculationofseries-parallelconnectionofpressurepipelines,calculationoforificenozzledischarge,etc.Theteachinggoalofthiscourseistoenablestudentstomasterandunderstandthebasicconcepts,basictheoriesandgenerallawsoffluidbalanceandmovementthrougheachteachinglink,andmasterthecommoncalculationmethodsandbasicexperimentalskillsoffluidmechanics,improvetheabilitytoanalyzeandsolvepracticalproblems,andlayagoodfoundationforfuturestudyofprofessionalknowledge,professionalworkandscientificresearch.Combiningthedeedsoffluidmechanicsscientistsandengineeringcases,carryoutpatrioticeducationtohelpstudentsestablishcorrectoutlookonlifeandvalues.負(fù)責(zé)人大綱執(zhí)筆人審核人二、課程目標(biāo)序號代號課程目標(biāo)OBE畢業(yè)要求指標(biāo)點任務(wù)自選1M1目標(biāo)1：掌握流體力學(xué)的基本概念、基本原理和基本方法，以及流體力學(xué)基本的研究方法是1.31.3三、課程內(nèi)容序號章節(jié)號標(biāo)題課程內(nèi)容/重難點支撐課程目標(biāo)課內(nèi)學(xué)時教學(xué)方式課外學(xué)時課外環(huán)節(jié)1緒論緒論流體力學(xué)的任務(wù)、研究方法M10.5講授/討論0.5自學(xué)2第1章第1章流體及其主要物理性質(zhì)本章重點難點：連續(xù)介質(zhì)假設(shè)，粘性，牛頓內(nèi)摩擦定律////31.11.1流體的概念流體的概念，連續(xù)介質(zhì)假設(shè)M10.5講授/討論0.5自學(xué)41.21.2流體的主要物理性質(zhì)流體的密度、重度、相對密度、壓縮性、彈性、膨脹性、粘性及牛頓內(nèi)摩擦定律M11講授/討論1作業(yè)/自學(xué)51.31.3作用在流體上的力質(zhì)量力與表面力M11講授/討論1作業(yè)/自學(xué)6第2章第2章流體靜力學(xué)本章重點難點：流體靜壓強(qiáng)的基本特性，靜力學(xué)基本方程，平面總壓力和曲面總壓力的計算////72.12.1流體靜壓強(qiáng)的概念及其特點流體靜壓強(qiáng)的概念、兩個特性及其證明。M11講授/討論1自學(xué)82.22.2重力作用下的流體平衡流體平衡微分方程，靜力學(xué)基本方程及其幾何、物理意義，壓強(qiáng)的不同表示方法，壓強(qiáng)分布圖，測壓管測壓計M11講授/討論1自學(xué)9實驗1實驗1：靜水壓強(qiáng)實驗掌握靜止液體內(nèi)部某點壓強(qiáng)的量測方法M12實驗2實驗報告102.32.3靜止流體作用在平面上的總壓力靜止流體作用在平面上總壓力的三要素（大小、方向及作用點）M1,M22講授/討論2作業(yè)112.42.4靜止流體作用在曲面上的總壓力靜止流體作用在曲面上總壓力的三要素（大小、方向及作用點）M1,M22講授/討論2作業(yè)12第3章第3章流體運(yùn)動學(xué)及動力學(xué)基礎(chǔ)本章重點難點：連續(xù)性方程、伯努利方程、動量方程及其工程應(yīng)用////133.13.1研究流體運(yùn)動的兩種方法歐拉法、拉格朗日法，加速度M11講授/討論1作業(yè)143.23.2流體運(yùn)動的基本概念定常流和非定常流，流線和跡線，流管、流束和總流，有效斷面、流量和斷面平均流速M(fèi)11講授/討論1作業(yè)153.33.3連續(xù)性方程一元流體運(yùn)動的連續(xù)性方程，空間流體運(yùn)動的連續(xù)性方程M11講授/討論1自學(xué)163.43.4理想流體運(yùn)動微分方程及伯努利方程理想流體運(yùn)動微分方程（歐拉方程），理想流體沿流線的能量方程（伯努利方程）M12講授/討論2自學(xué)173.53.5伯努利方程及其應(yīng)用實際流體總流的能量方程（伯努利方程），伯努利方程的應(yīng)用，泵對液流能量的增加M1,M22講授/討論2作業(yè)18實驗2實驗2：流量計實驗掌握孔板流量計和文丘里流量計的工作原理，測定孔板流量計的流量系數(shù)M12實驗2實驗報告193.63.6定常流的動量方程及其應(yīng)用定常流動量方程的導(dǎo)出及應(yīng)用M1,M22講授/討論2作業(yè)20第4章第4章流動阻力與水頭損失本章重點難點：流動狀態(tài)，圓管層流運(yùn)動規(guī)律，圓管紊流運(yùn)動規(guī)律，沿程水頭損失和局部水頭損失計算////214.14.1管路中流動阻力產(chǎn)生的原因及分類水力半徑，流動阻力產(chǎn)生原因，水頭損失的分類M11講授/討論1自學(xué)224.24.2兩種流動狀態(tài)及判別標(biāo)準(zhǔn)層流、湍流流態(tài)的定義，雷諾數(shù)及其物理意義M11講授/討論1自學(xué)23實驗3實驗3：流動狀態(tài)實驗測定沿程水頭損失hf與斷面平均流速v，繪制流態(tài)曲線，計算下臨界雷諾數(shù)M12實驗2實驗報告244.34.3圓管層流分析圓管層流的流速分布、流量、切應(yīng)力分布及沿程水頭損失M1,M21講授/討論1作業(yè)254.44.4圓管湍流分析湍流水力光滑、水力粗糙的定義，沿程水頭損失的達(dá)西公式，沿程水力摩阻系數(shù)的實驗分析M1,M22講授/討論2作業(yè)264.54.5局部水頭損失局部水頭損失系數(shù)，局部水頭損失計算M1,M21講授/討論1作業(yè)27第5章第5章壓力管路的水力計算本章重點難點：孔口與管嘴出流、明渠均勻流的水力計算，薄壁堰、實用堰、寬頂堰的水力計算////285.15.1孔口和管嘴泄流孔口、管嘴的定義，孔口、管嘴自由出流、淹沒出流的流量計算公式M1,M21講授/討論1作業(yè)295.25.2明渠均勻流的水力特征及其發(fā)生條件明渠均勻流的水力特征，明渠均勻流的發(fā)生條件M11講授/討論1作業(yè)305.35.3明渠均勻流的水力計算明渠均勻流的基本公式，水力最優(yōu)斷面，渠道的允許流速，梯形斷面明渠均勻流的水力計算M11講授/討論1作業(yè)315.45.4堰流的概念及基本公式薄壁堰、實用堰、寬頂堰的水力計算M11講授/討論1作業(yè)四、考核方式序號考核環(huán)節(jié)操作細(xì)節(jié)總評占比1平時作業(yè)1.每周布置2-3道題目，平均每次課1道題以上。2.成績采用百分制，根據(jù)作業(yè)完成準(zhǔn)確性、是否按時上交、是否獨(dú)立完成評分。3.考核學(xué)生對工程流體力學(xué)基本知識的掌握能力，學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識分析問題、解決問題的能力。題型主要有計算、推導(dǎo)和證明題。15%2平時表現(xiàn)1.隨機(jī)檢查學(xué)生上課精神狀態(tài)、回答問題情況。2.開展隨堂測試，實時掌握學(xué)生學(xué)習(xí)情況。20%3實驗1、本課程6個學(xué)時實驗，共三次實驗。2、成績采用百分制，根據(jù)實驗完成情況評分。3、考核學(xué)生對流體力學(xué)知識的應(yīng)用能力、實驗操作能力以及分析問題解決問題的能力。10%4期末考試1、閉卷考試，成績采用百分制，卷面成績總分100分。2、主要考核學(xué)生對流體力學(xué)基本知識的掌握能力，學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識分析問題、解決問題的能力，題型主要有選擇題、填空、簡答題、證明題、推導(dǎo)題、計算題等。50%五、評分細(xì)則序號課程目標(biāo)考核環(huán)節(jié)大致占比評分等級1M1平時作業(yè)20%A-獨(dú)立思考、按時完成，作圖規(guī)范，解題思路清晰、步驟完整、格式合理、答案正確。B-獨(dú)立思考、按時完成，作圖比較規(guī)范，解題思路比較清晰、步驟比較完整、格式合理、答案基本正確。C-獨(dú)立思考、按時完成，作圖比較規(guī)范，解題思路比較清晰、步驟比較完整、格式比較合理、答案部分正確。D-作業(yè)抄襲，未能按時完成，作圖不規(guī)范，解題思路混亂。2M1平時表現(xiàn)20%A-參與不同形式的教學(xué)活動3次以上；章測試或隨堂測試答案正確。B-參與不同形式的教學(xué)活動2次以上；章測試或隨堂測試答案基本正確。C-參與不同形式的教學(xué)活動1次以上；章測試或隨堂測試答案部分正確。D-不參與教學(xué)活動，章測試或隨堂測試答案不正確。3M1實驗20%A-實驗過程中認(rèn)真完成實驗要求，得到正確的實驗結(jié)果，實驗報告格式正確，步驟敘述清楚，正確分析實驗數(shù)據(jù)，獲得有效結(jié)論。B-實驗過程中認(rèn)真完成實驗要求，得到正確的實驗結(jié)果，實驗報告格式正確，步驟敘述比較清楚，正確分析實驗數(shù)據(jù)，獲得比較有效的結(jié)論。C-實驗過程中認(rèn)真完成實驗要求，不能得到正確的實驗結(jié)果，實驗報告格式正確，步驟敘述清楚，沒有正確分析實驗數(shù)據(jù)，但是結(jié)合理論分析獲得有效的結(jié)論。D-實驗過程中不能完成實驗要求，不能得到正確的實驗結(jié)果，抄襲或未能按時完成實驗報告。4M1期末考試40%（見試卷評分標(biāo)準(zhǔn)）評分等級說明：[A,B,C,D]=[90-100,75-89,60-74,0-59]六、教材與參考資料序號教學(xué)參考資料明細(xì)1圖書|工程流體力學(xué),,中國石油大學(xué)出版社,2012.09,ISBN:9787563637614.（*主教材）2圖書|流體力學(xué),丁祖榮,高等教育出版社,2003.3圖書|工程流體力學(xué),袁恩熙,石油工業(yè)出版