流體力學(xué)Ⅰ課程教學(xué)大綱

1、流體力學(xué)課程教學(xué)大綱課程名稱：流體力學(xué)英文名稱：Fluid Mechanics課程編號(hào)：x2010431學(xué) 時(shí) 數(shù)：72 學(xué)時(shí)其中實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)：8學(xué)時(shí) 課外學(xué)時(shí)數(shù)：無(wú)學(xué) 分 數(shù)：4.5適用專業(yè)：熱能與動(dòng)力工程（A1/A2）一、課程的性質(zhì)和任務(wù)本課程是熱能與動(dòng)力工程的專業(yè)基礎(chǔ)課之一，通過學(xué)習(xí)可以使學(xué)生掌握流體力學(xué)的基本概念，基本規(guī)律和基本應(yīng)用，系統(tǒng)地掌握本專業(yè)的基礎(chǔ)知識(shí)和理論應(yīng)用及在生產(chǎn)實(shí)踐中的地位和作用，為以后專業(yè)課的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)，完成專業(yè)基礎(chǔ)課到專業(yè)課的過渡。二、課程教學(xué)內(nèi)容的基本要求、重點(diǎn)和難點(diǎn)(一) 流體及其物理性質(zhì)掌握流體的定義及流體與固體的區(qū)別，掌握流體粘性及牛頓內(nèi)摩擦定律；理解

2、作用在流體上的兩種力；了解并會(huì)對(duì)流體進(jìn)行受力分析；熟練掌握流體的密度、重度、比容、比重、壓縮性。重點(diǎn)是流體的特征；牛頓內(nèi)摩擦定律；作用在流體上的力。難點(diǎn)是連續(xù)介質(zhì)模型；流體受力分析。(二) 流體靜力學(xué)理解流體平衡微分方程式的推導(dǎo)及等壓面的性質(zhì)；理解流體靜力學(xué)方程的適用條件、物理意義和幾何意義及其應(yīng)用；熟悉掌握壓強(qiáng)的三種表示方法。重點(diǎn)是靜止流體內(nèi)的壓強(qiáng)特點(diǎn)、靜止流體平衡方程、靜力學(xué)方程及其應(yīng)用。(三) 流體流動(dòng)基本方程熟悉掌握流線，跡線，流管，流束，流量基本概念；理解流體動(dòng)力學(xué)的三大基本方程：連續(xù)性方程、Bernoulli方程、動(dòng)量方程的推導(dǎo)依據(jù)，適用條件，掌握求解流體流動(dòng)的速度、壓力、流體與固

3、體間的作用力問題；熟悉掌握描述流體流動(dòng)的Euler方法，流體的分類，了解連續(xù)性方程、Bernoulli方程、動(dòng)量方程的推導(dǎo)過程。重點(diǎn)是描述流體運(yùn)動(dòng)的兩種方法、流體動(dòng)力學(xué)的基本方程。難點(diǎn)是流體動(dòng)力學(xué)的基本方程推導(dǎo)過程及其應(yīng)用。(四) 勢(shì)流理論理解流函數(shù)和速度勢(shì)函數(shù)的定義、性質(zhì)、意義及二者的應(yīng)用計(jì)算；了解幾種簡(jiǎn)單平面勢(shì)流及其疊加。重點(diǎn)是速度勢(shì)和流函數(shù)引入意義、性質(zhì)及二者的應(yīng)用計(jì)算。難點(diǎn)是速度勢(shì)和流函數(shù)在平面勢(shì)流疊加中的應(yīng)用。 (五) 相似理論與量綱分析掌握量綱分析方法,熟悉掌握幾何相似、時(shí)間相似、運(yùn)動(dòng)相似、動(dòng)力相似的概念及相似準(zhǔn)數(shù)；理解相似原理的內(nèi)容、意義；熟悉掌握相似準(zhǔn)數(shù)導(dǎo)出的方法；了解近似的模

4、型實(shí)驗(yàn)。重點(diǎn)是量綱分析法、相似原理的內(nèi)容、近似的模型實(shí)驗(yàn)。難點(diǎn)是相似條件的確定及量綱分析法在實(shí)際中的應(yīng)用。(六) 粘性流體的管內(nèi)流動(dòng)了解雷諾實(shí)驗(yàn)，熟悉掌握層流、紊流的流動(dòng)特點(diǎn)及二者的判據(jù)；理解粘性流體總流的Bernoulli方程的適用條件及應(yīng)用，掌握流體在圓管內(nèi)的層流流動(dòng)和紊流流動(dòng)的特點(diǎn)、區(qū)別；熟悉掌握尼古拉茲實(shí)驗(yàn)；掌握管道的水力計(jì)算。重點(diǎn)是粘性流體總流的Bernoulli方程的適用條件及應(yīng)用、尼古拉茲實(shí)驗(yàn)、管道的水力計(jì)算。難點(diǎn)是流體紊流流動(dòng)的特點(diǎn)、規(guī)律，管道的水力計(jì)算。 (七) 粘性流體繞物體的流動(dòng)理解邊界層的概念，掌握層流邊界層的動(dòng)量微分方程、邊界層的動(dòng)量積分方程的推導(dǎo)、意義；熟悉掌握平板

5、層流、紊流邊界層的阻力計(jì)算，掌握邊界層的分離條件、了解圓柱繞流邊界層的阻力問題。重點(diǎn)是邊界層動(dòng)量微分方程、動(dòng)量積分方程，邊界層的阻力計(jì)算，邊界層的分離條件。難點(diǎn)是量級(jí)分析法，邊界層動(dòng)量積分方程推導(dǎo)及計(jì)算，邊界層的分離及圓柱繞流邊界層的阻力問題。(八) 氣體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)理解微弱擾動(dòng)的一維傳播圖形特征，掌握氣體一元定常流動(dòng)的基本方程，了解激波及特點(diǎn)，熟悉掌握收縮噴管，漸擴(kuò)噴管及縮放噴管的工作特征。重點(diǎn)是微弱擾動(dòng)的一維傳播圖形特征，變截面等熵管流的流動(dòng)特征，收縮噴管，漸擴(kuò)噴管及縮放噴管的工作特征。難點(diǎn)是正激波的理論計(jì)算，收縮、縮放噴管的工作特征。三、 教學(xué)方式及學(xué)時(shí)分配序號(hào)主要內(nèi)容主要教學(xué)方 式學(xué)時(shí)分

6、配輔導(dǎo)答疑比 例一流體及其物理性質(zhì)講授4 2：1二流體靜力學(xué)講授6 2：1三流體流動(dòng)的基本方程講授10 2：1四勢(shì)流理論講授8 2：1五相似理論與量綱分析講授8 2：1六粘性流體的管內(nèi)流動(dòng)講授12 3：1七粘性物體繞物體的流動(dòng)講授8 2：1八氣體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)講授8 3：1四、課程其他教學(xué)環(huán)節(jié)要求1、實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)為：8實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及內(nèi)容詳見實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱2、作業(yè)由于流體力學(xué)具有理論性強(qiáng)、抽象難懂且應(yīng)用廣泛的特點(diǎn)，為加深學(xué)生理解和掌握，提高學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合的自覺性，適當(dāng)增加作業(yè)量，計(jì)算題占主體，適當(dāng)考慮問答題。五、本課程與其他課程的聯(lián)系本課程的先修課程是高等數(shù)學(xué)、工程數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、理論力學(xué)、材料力學(xué)和工程熱力學(xué)等，其中材料力學(xué)和工程熱力學(xué)可以同時(shí)開設(shè)。本課程為傳熱學(xué)、泵與風(fēng)機(jī)、汽輪機(jī)原理、鍋爐原理、熱力系統(tǒng)與設(shè)備、熱工儀表、制冷原理與設(shè)備、空調(diào)工程應(yīng)用等后續(xù)課程打下理論基礎(chǔ)。六、教學(xué)參考書目流體力學(xué)張兆順等編 清華大學(xué)出版社199