《流體力學》課程教學大綱

PAGEPAGE1《流體力學及流體機械》課程教學大綱一、課程與任課教師基本信息課程名稱：流體力學及流體機械課程類別：必修課■選修課□總學時/周學時/學分：64其中實驗（實訓、討論等）學時：8授課時間：三（5，6）、五（1，2）/1-16周授課地點：7B412答疑時間、地點與方式：1.每次上課的課前、課間和課后，采用一對一的問答方式；2.每次發(fā)放作業(yè)時，采用集中講解方式。二、課程簡介《流體力學及流體機械》以流體為研究對象，主要研究流體靜止和運動時所遵循的基本規(guī)律，以及流體與其它介質(zhì)之間的相互作用，用以解決工程實際問題?！读黧w力學及流體機械》分為流體靜力學、流體運動學和流體動力學三大部分，包括流體的物理性質(zhì)、流體平衡規(guī)律、靜止流體作用在物面上的力、流動的基本概念、流動連續(xù)性方程、流動微分方程、能量方程、動量方程、流動實驗理論、管流阻力、管線設計計算等基本概念、理論和方法。三、課程目標本課程是熱能工程專業(yè)、流體力學等專業(yè)的專業(yè)基礎課。通過本課程的學習，了解流體的主要物理性質(zhì)，掌握流體靜力學、運動學及動力學的基本理論、基本方程及其工程應用，掌握流動阻力與水頭損失力的計算、掌握壓力管道的水力計算、了解一元非恒定流動基本概念及基本計算、掌握氣體動力學基礎知識等內(nèi)容。初步掌握工程應用的基本方法和實驗技能，為學習后繼課程，為從事流體、傳熱、能源工程等專業(yè)技術工作奠定基礎。四、與前后課程的聯(lián)系本課程以高等數(shù)學、大學物理、工程力學、工程熱力學為基礎，通過本課程的學習培養(yǎng)學生具有初步對工程問題的簡化能力，具備一定的分析與計算能力，是學習有關后繼課程和從事專業(yè)技術工作的基礎。五、教材選用與參考書1．選用教材：《工程流體力學》，楊樹人，汪志明，何光渝，崔海清主編，石油工業(yè)出版社，2006年第一版。2．參考書：《工程流體力學》，袁恩熙主編，石油工業(yè)出版社，1986年。六、課程進度表表1理論教學進程表周次教學主題要點與重點要求學時1流體的主要力學性質(zhì)、作用在流體上的力工程流體力學的研究對象；流體的特性、連續(xù)介質(zhì)假說；流體的密度和重度；流體的壓縮性、膨脹性和粘性；作用在流體上的力正確理解流體的主要物理性質(zhì)，特別是粘性和牛頓內(nèi)摩擦定律；正確理解流體連續(xù)介質(zhì)、理想流體和實際流體、不可壓縮流體和可壓縮流體的概念。42流體靜壓力及其性質(zhì)、流體平衡方程流體靜壓強及特性；流體平衡微分方程式；流體靜力學基本方程式；壓力的基準和計量掌握流體靜壓強的概念及其性質(zhì)；掌握流體平衡微分方程式及應用43靜力學基本公式及其應用、流體作用在平面上的總壓力流體相對平衡；靜止流體作用在平面上的力；靜止流體作用在曲面上的力能夠熟練地進行點壓強和總壓力的計算44描述流動的兩種方法、流動的分類研究流體運動的拉格朗日法及歐拉法；流體運動的基本概念了解描述流體運動的兩種方法，建立以流場為對象描述流體運動的概念45流體運動學的基本概念、連續(xù)性方程、流體微團運動分析恒定流動的連續(xù)性方程；理想流體運動微分方程式掌握連續(xù)性方程式，流體微團運動的基本形式和理想流體運動微分方程式（歐拉運動方程式）46理想流體運動微分方程理想流體伯努利方程式牢固掌握流體運動的總流分析法27實際流體總流伯努利方程實際流體伯努利方程式及其意義；伯努利方程式的應用；泵對液體能量的增加；系統(tǒng)與控制體能夠比較靈活地綜合運用連續(xù)方程式，能量方程式（伯努利方程式）計算總流問題48動量方程及其應用動量定理及其應用動量方程式計算總流問題29量綱分析、相似原理因次分析和相似原理中的基本概念，π定理的具體應用掌握因次分析法，掌握力學相似概念和主要相似準則的意義及用途410管路中流動阻力的成因及分類、兩種流態(tài)及其判別標準實際流體運動微分方程式；管路中流動阻力產(chǎn)生的原因及分類層流與紊流掌握流體運動微分方程式（納維—司托克斯方程式）及應用；掌握流體運動的兩種流動狀態(tài)及其判別；了解能量損失阻力系數(shù)和水頭損失的原因211粘性流體運動方程、圓管中的層流流動圓管層流分析；紊流理論淺析掌握圓管中層流的流動規(guī)律412局部水頭損失管路中的沿程阻力；局部阻力；附面層理論基礎明確影響阻力系數(shù)的因素，熟練掌握計算阻力系數(shù)和水頭損失方法；了解邊界層概念和邊界層分離現(xiàn)象213壓力管路、孔口和管嘴出流管路特性曲線；長管的水力計算；沿程均勻泄流；短管的水力計算；孔口和管嘴出流；理解長管、短管，串聯(lián)、并聯(lián)管路的水力特性的概念；掌握有壓定常管流的水力計算，掌握孔口、管嘴的水力計算。414理想不可壓縮流體平面流動平面勢流基本理論掌握平面流動及其流函數(shù)，流函數(shù)存在條件、意義及其勢函數(shù)的關系，415勢流的疊加勢流的疊加原理掌握幾種基本的平面勢流，勢流疊加。416氣體動力學基礎氣體動力學基本概念；微小擾動在空氣中的傳播；氣體一元恒定流動基本方程式（能量方程式、狀態(tài)方程式、動量方程式）；掌握可壓縮流體一元恒定流動的基本方程；417復習2表2實驗教學進程表周次實驗項目名稱要點與重點掌握程度實驗類型*實驗要求**學時6實驗2：

不可壓縮流體恒定流能量方程實驗驗證流體恒定總流的能量方程；通過對動力學諸多水力現(xiàn)象的實驗分析討論，進一步掌握有壓管流中動水力學的能量轉(zhuǎn)換特性；掌握流速、流量、壓強等動力學水力要素的實驗量測技能。驗證性必做28實驗3：畢托管測速實驗了解普朗特型畢托管的構(gòu)造和適用范圍，進一步明確傳統(tǒng)流體力學量測儀器的現(xiàn)實作用。通過對管嘴淹沒出流點流速及點流速系數(shù)的測量，掌握用畢托管測量點流速的技能。驗證性必做210實驗4：雷諾實驗觀看層流、紊流的流態(tài)及其轉(zhuǎn)換特性，測定臨界雷諾數(shù)。掌握圓管流態(tài)判別準則；學習古典流體力學中應用無量綱參數(shù)進行實驗研究的方法，并了解其適用意義。驗證性必做212實驗5：沿程水頭損失實驗將測得的關系值與莫迪圖對比，分析其合理性，進一步提高實驗成果分析能力。加深了解圓管層流和紊流的沿程損失隨平均流速變化的規(guī)律；掌握管道沿程阻力系數(shù)的量測技術和應用氣水壓差計及電測儀測量壓差的方法；驗證性必做2*實驗類型：分演示性、驗證性、綜合性、設計性等四種。設計性實驗指給定實驗目的要求和實驗條件，由學生自行設計實驗方案并加以實現(xiàn)的實驗；綜合性實驗指實驗內(nèi)容涉及本課程的綜合知識或與本課程相關課程知識的實驗。**實驗要求：分必做、選做兩種。七、教學方法由于本課程的教學內(nèi)容大部分是比較經(jīng)典的，所以應把課堂教學（包括習題課）做為主要的教學方式。要依據(jù)教學大綱采用講解、討論、答疑等方式，提倡課內(nèi)教學啟發(fā)引導，課外自學研究，通過解題思路分析和基本方法訓練，培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力。為了進一步改善課堂教學效果，也可根據(jù)實際情況采用課堂討論及習題課等多種多樣的教學形式。實驗課是本課程的重要教學環(huán)節(jié)之一。各班應按時完成大綱中規(guī)定的各項實驗，以增強學生的感性認識。八、對學生的學習要求1．學習本課程的方法、策略及教育資源的利用。本課程的內(nèi)容跨度較大，要多練多想，善于進行歸納總結(jié)，使所學知識條理化和系統(tǒng)化，達到將書“從厚讀到薄”和“從薄讀到厚”的境界；做好筆記，老師所講的內(nèi)容和例題與教材往往不一致，是老師自己的經(jīng)驗總結(jié)，注意將老師所講內(nèi)容與教材、參考書的比較，以深刻理解和掌握教學內(nèi)容。2．學生完成本課程每周須耗費的時間為掌握本課程的主要內(nèi)容，按約1:1的比例配比課外學時（預習、復習和完成老師布置的作業(yè)），學生課外每周必須耗費的最少時間為3小時，學生完成本課程每周須耗費的最少時間為8小時。3．學生的上課、實驗、討論、答疑、提交作業(yè)（論文）單元測試、期末考試的等方面的要求課前預習，堅持上課，認真聽講，做好筆記，積極參與教學互動，主動與老師探討問題；課后認真復習，獨立完成作業(yè)。勤于動腦動筆，認真演算習題，培養(yǎng)自己的分析和計算能力；必須參加實驗課，親自動手獨立完成規(guī)定的實驗內(nèi)容，并提交合格的實驗報告。4．學生參與教學評價要求依照按學校規(guī)定，課程結(jié)束前1-2周內(nèi)，按照學校統(tǒng)一安排，通過網(wǎng)上評教系統(tǒng)，回答調(diào)查問卷，實事求是地對本課程及任課教師的教學效果作出客觀公正的評價，是學生的應盡的責任和義務，對促進教師改進教學工作具有重要的意義，每個學生都必須參加。九、成績評定方法及標準考核內(nèi)容評價標準及要求權(quán)重課后作業(yè)，上課出勤情況1.評價標準：按時上課、習題參考解答。2.要求：能靈活運用所學知識進行求解，獨立、按時完成作業(yè)。共20%實驗（共4次，）1.評價標準：實驗態(tài)度，實驗報告的規(guī)范性、數(shù)據(jù)分析的準確性和回答實驗思考題的正確性。2.要求：準確記錄實驗數(shù)據(jù)，按照實驗報告要求對實驗數(shù)據(jù)進行合理分析，回答實驗思考題。每次2.5%，共10%期末考核（