《流體力學I1》教學大綱

1、流體力學= 2 * ROMANIIFluid Dynamics = 2 * ROMAN II一、課程基本情況課程類別：學科基礎課課程學分：3學分課程總學時：48學時，其中講課：48學時，實驗（含上機）：0學時，課外：0學時課程性質(zhì)：必修開課學期：第3學期先修課程：大學物理、高等數(shù)學、線性代數(shù)適用專業(yè)：大氣科學（大氣探測方向）教 材：陳海山等編著，流體力學，氣象出版社，2013；余志豪等編著，流體力學(第三版)，氣象出版社，2004。開課單位：大氣科學學院動力氣象系二、課程性質(zhì)、教學目標和任務本課程是大氣科學專業(yè)本科生的一門學科基礎課，是學習“天氣學原理”，“動力氣象學、“數(shù)值天氣預報”等專業(yè)課

2、必須掌握的一門理論性、方法性較強的課程。該課程包括了一般流體力學的理論基礎以及有關地球物理流體力學的部分知識，它是以流體為研究對象，是研究流體運動規(guī)律，以及流體與固體之間相互作用規(guī)律的一門學科。主要介紹了流體力學的基本概念、流體運動的基本方程、實驗流體力學的基本原理和方法、渦旋動力學基礎知識、流體波動的基本概念、旋轉(zhuǎn)流體力學的基礎知識、湍流的基本概念。通過本課程的學習，要求學生掌握流體力學的基本概念、基本規(guī)律和基本方法，培養(yǎng)學生的抽象思維能力，為專業(yè)課程的學習和從事科研工作奠定扎實的理論基礎。三、教學內(nèi)容和要求第1章 流體力學的基礎概念（14學時）（1）理解流體的物理性質(zhì)和宏觀模型；（2學時）

3、（2）掌握描述流體運動的兩種方法；（4學時）（3）掌握跡線和流線及其求解方法；（2學時）（4）掌握速度分解原理，掌握渦度、散度和形變率的概念及其應用；（6學時）重點：宏觀理論模型；描述流體運動兩種方法；渦度、散度。難點：流體的加速度；渦度、散度，形變率。第2章 流體運動的控制方程（8學時）（1）理解流體運動的能量方程；（2學時）（2）掌握流體的連續(xù)方程；（2學時）（3）掌握流體運動方程的建立；（4學時）重點：連續(xù)方程；質(zhì)量力和表面力；納維-斯托克斯運動方程；能量方程。難點：表面力；應力張量；能量方程。第3章 實驗流體力學基本原理和方法（6學時）（1）了解量綱分析的基本概念法（2學時）（2）理解

4、流體力學的模型試驗相似和和相似判據(jù)的概念（2學時）（3）理解無量綱方程和特征無量綱數(shù)；（2學時）重點：無量綱方程；特征無量綱數(shù)；量綱分析。難點：相似判據(jù)。第4章 流體渦旋動力學基礎（6學時）（1）理解有旋無旋運動，了解速度勢函數(shù)和流函數(shù)；（2學時）（2）掌握速度環(huán)流定理及其應用；（2學時）（3）掌握渦度方程及其應用；（2學時）重點：速度環(huán)流定理；渦度方程。難點：勢函數(shù)和流函數(shù)；皮葉克尼斯定理應用。第5章 流體波動（6學時）（1）理解波動的概念；（2）（2）掌握重力表面波方程及其求解；（4學時）重點：波動的基本概念；重力表面波形成原因。難點：重力表面波形成原因。第6章 旋轉(zhuǎn)流體動力學（8學時）（

5、1）理解普魯?shù)侣?泰勒定理；（2學時）（2）掌握旋轉(zhuǎn)參考系中的流體運動方程；（2學時）（3）掌握旋轉(zhuǎn)流體的無量綱方程和Rossby數(shù)；（2學時）（4）掌握地轉(zhuǎn)流動的概念；（2學時）重點：旋轉(zhuǎn)流體運動方程；旋轉(zhuǎn)流體的無量綱方程；Rossby數(shù)；地轉(zhuǎn)流動。難點：普魯?shù)侣?泰勒定理。四、課程考核（1）作業(yè)等：作業(yè)：6-8次，課程論文：0篇；（2）考核方式：閉卷考試（3）總評成績計算方式：（平時成績10%，期中考試成績20%，期末考試成績70%等綜合計算）五、參考書目1、張兆順等編著，流體力學，清華大學出版社，1999；2、吳望一編著，流體力學，北京大學出版社，1983；3、王寶瑞編著，流體力學，氣象出版社，1988；4、余志豪等編著，流體力學習題解，氣象出版社，1988；5、王振華，流體力學的基本理論，上海大學出版社，2002；6、Pij