工程流體力學(xué) 教學(xué)日歷

課程編號：023210164課程學(xué)分：4學(xué)分總學(xué)時數(shù)：68學(xué)時＝17周×4學(xué)時／周，其中實驗10學(xué)時工程流體力學(xué)ENGINEERINGFLUIDMECHANICS教學(xué)日歷COURSEAGENDA第一章工程流體力學(xué)導(dǎo)論本章包括4節(jié)，10學(xué)時（9個知識點）教學(xué)重點：連續(xù)介質(zhì)概念、液體的主要物理性質(zhì)。教學(xué)難點：運用牛頓內(nèi)摩擦定律進行粘性切應(yīng)力的計算。第一節(jié)流體力學(xué)的任務(wù)及發(fā)展概況知識點1

流體力學(xué)的任務(wù)工程流體力學(xué)的任務(wù)；工程流體力學(xué)的基礎(chǔ)理論；流體的流動形式分類舉例。本課為1學(xué)時的課堂教學(xué)，第1教學(xué)周（授課方式：多媒體結(jié)合板書，理論結(jié)合實際）知識點2

流體力學(xué)的發(fā)展概況工程流體力學(xué)國外的發(fā)展概況工程流體力學(xué)國內(nèi)的發(fā)展概況本課為1學(xué)時的課堂教學(xué)，第1教學(xué)周（授課方式：多媒體結(jié)合板書，理論結(jié)合實際）第二節(jié)流體的特征和連續(xù)介質(zhì)假設(shè)知識點1流體的特征

流體的定義流體的特征固、氣、液三種流態(tài)的區(qū)別本課為1學(xué)時的課堂教學(xué)，第1教學(xué)周（授課方式：多媒體結(jié)合板書，理論結(jié)合實際）知識點2連續(xù)介質(zhì)假設(shè)

連續(xù)介質(zhì)假設(shè)的內(nèi)容連續(xù)介質(zhì)假設(shè)的必要性連續(xù)介質(zhì)假設(shè)的合理性本課為1學(xué)時的課堂教學(xué)，第1教學(xué)周（授課方式：多媒體結(jié)合板書，理論結(jié)合實際）第三節(jié)流體的主要物理性質(zhì)知識點1流體的密度

流體的密度定義流體的相對密度定義流體的密度差在工程實際中的應(yīng)用（火電廠煙囪、冷水塔）本課為1學(xué)時的課堂教學(xué)，第2教學(xué)周（授課方式：多媒體結(jié)合板書，理論結(jié)合實際）知識點2流體的壓縮性和膨脹性流體的壓縮性定義及壓縮系數(shù)公式流體的膨脹性定義及膨脹系數(shù)公式不可壓縮流體的假設(shè)（模型）本課為1學(xué)時的課堂教學(xué)，第2教學(xué)周（授課方式：多媒體結(jié)合板書，理論結(jié)合實際）知識點3流體的粘性

流體黏性的定義流體黏性產(chǎn)生的效應(yīng)牛頓內(nèi)摩擦定律影響?zhàn)ば缘囊蛩乩硐肓黧w的假設(shè)本課為1學(xué)時的課堂教學(xué)，第2教學(xué)周（授課方式：多媒體結(jié)合板書，理論結(jié)合實際）知識點4表面張力表面張力產(chǎn)生的原因常用流體的表面張力本課為1學(xué)時的課堂教學(xué)，第2教學(xué)周（授課方式：多媒體結(jié)合板書，理論結(jié)合實際）第四節(jié)作用在流體上的力知識點質(zhì)量力和表面力表面力的定義及舉例質(zhì)量力的定義及舉例本課為1學(xué)時的課堂教學(xué)，第3教學(xué)周（授課方式：多媒體結(jié)合板書，理論結(jié)合實際）習(xí)題解析本課為1學(xué)時的課堂教學(xué)，第3教學(xué)周（授課方式：板書）第一章課外作業(yè)：思考題現(xiàn)實生活中哪些現(xiàn)象和流體力學(xué)相關(guān)？沙漏的問題，能否用水代替沙子？工程實際與現(xiàn)實生活中哪些現(xiàn)象和流體的粘性力相關(guān)？粘性是否一定會表現(xiàn)出來？課后習(xí)題中概念與計算題。第二章流體靜力學(xué)本章包括6節(jié)，共13學(xué)時（11個知識點）教學(xué)重點：靜壓強特性、靜力學(xué)基本方程、平面和曲面上的靜水總壓力。教學(xué)難點：壓強的表示方法、壓力體。第一節(jié)

流體靜壓力及其特性

知識點流體靜壓力及其特性流體靜壓力的定義流體靜壓力的特性及證明本課為1學(xué)時的課堂教學(xué)，第3教學(xué)周（授課方式：多媒體結(jié)合板書，理論結(jié)合實際）第二節(jié)流體平衡微分方程

知識點流體平衡微分方程流體平衡微分方程的推導(dǎo)方程的物理意義方程的適用范圍壓強差公式的推導(dǎo)流體平衡條件本課為1學(xué)時的課堂教學(xué)，第3教學(xué)周（授課方式：多媒體結(jié)合板書，理論結(jié)合實際）第三節(jié)重力作用下的流體平衡知識點1靜力學(xué)基本方程式

流體靜力學(xué)基本方程的推導(dǎo)方程的物理意義方程的應(yīng)用本課為1學(xué)時的課堂教學(xué)，第4教學(xué)周（授課方式：多媒體結(jié)合板書，理論結(jié)合實際）知識點2壓強的度量

絕對壓強相對壓強真空本課為1學(xué)時的課堂教學(xué)，第4教學(xué)周（授課方式：多媒體結(jié)合板書，理論結(jié)合實際）第四節(jié)液體的相對平衡知識點1等加速水平運動容器中液體的相對平衡壓強分布等壓面方程自由液面方程本課為1學(xué)時的課堂教學(xué)，第4教學(xué)周（授課方式：多媒體結(jié)合板書，理論結(jié)合實際）知識點2等角速旋轉(zhuǎn)容器中液體的相對平衡壓強分布等壓面方程自由液面方程本課為1學(xué)時的課堂教學(xué)，第4教學(xué)周（授課方式：多媒體結(jié)合板書，理論結(jié)合實際）第五節(jié)流體靜力學(xué)基本方程的應(yīng)用知識點1測壓管測壓管結(jié)構(gòu)、原理以及優(yōu)缺點本課為1學(xué)時的課堂教學(xué)，第5教學(xué)周（授課方式：多媒體結(jié)合板書，理論結(jié)合實際）知識點2U形管測壓計和差壓計U形測壓計結(jié)構(gòu)、原理以及特點本課為1學(xué)時的課堂教學(xué)，在第5教學(xué)周（授課方式：多媒體結(jié)合板書，理論結(jié)合實際）知識點3微壓計傾斜微壓計的原理傾斜角度對測量精度的影響本課為1學(xué)時的課堂教學(xué)，第5教學(xué)周（授課方式：多媒體結(jié)合板書，理論結(jié)合實際）習(xí)題解析（靜力學(xué)基本方程）本課為1學(xué)時的課堂教學(xué)，第5教學(xué)周（授課方式：板書）第六節(jié)平面及曲面靜水總壓力知識點1

平面靜水總壓力總壓力大小的計算總壓力作用點的計算本課為1學(xué)時的課堂教學(xué)，第6教學(xué)周（授課方式：多媒體結(jié)合板書，理論結(jié)合實際）知識點2

曲面靜水總壓力總壓力大小的計算總壓力作用方向的計算曲面靜水壓力體的畫法介紹本課為1學(xué)時的課堂教學(xué)，第6教學(xué)周（授課方式：多媒體結(jié)合板書，理論結(jié)合實際）

習(xí)題解析（平面及曲面靜水總壓力）本課為1學(xué)時的習(xí)題課，第6教學(xué)周（授課方式：板書）第二章課外作業(yè)：思考題為什么在證明流體靜力學(xué)第二個特性時采用直角四面體作為數(shù)學(xué)模型？怎樣確定等壓面？并舉例說明？真空的概念，爐膛和煙筒底部為什么是負(fù)壓？幾何體的重心是如何確定的？投影面積是如何計算的？壓力體內(nèi)一定有液體嗎？壓力體的劃分原則是什么？課后習(xí)題中概念與計算題。第三章流體動力學(xué)基礎(chǔ)本章包括9節(jié)，共14學(xué)時（10個知識點）教學(xué)重點：流體運動基本概念和分類、連續(xù)性方程、伯努利方程、動量方程及其工程應(yīng)用。教學(xué)難點：動量方程的應(yīng)用。第一節(jié)描述流體運動的兩種方法知識點歐拉法和拉格朗日法拉格朗日法的著眼點應(yīng)用拉格朗日法求解速度與加速度歐拉法的著眼點應(yīng)用歐拉法求解速度與加速度本課為1學(xué)時的課堂教學(xué)，第6教學(xué)周（授課方式：多媒體結(jié)合板書，理論結(jié)合實際）第二節(jié)流體運動的一些基本概念知識點1流動的分類定常流動非定常流動本課為1學(xué)時的課堂教學(xué)，安排在第7教學(xué)周（授課方式：多媒體結(jié)合板書，理論結(jié)合實際）知識點2流動基本概念跡線與流線流管、流束、總流流量與平均流速一維、二維、三維流動均勻流、非均勻流本課為1學(xué)時的課堂教學(xué)，安排在第7教學(xué)周（授課方式：多媒體結(jié)合板書，理論結(jié)合實際）第三節(jié)

流體流動的連續(xù)性方程知識點1直角坐標(biāo)系下連續(xù)性微元方程式直角坐標(biāo)系下連續(xù)性微元方程式推導(dǎo)不同情況下流體流動連續(xù)性方程的變化情況本課為1學(xué)時的課堂教學(xué)，第7教學(xué)周（授課方式：多媒體結(jié)合板書，理論結(jié)合實際）知識點2微元流束和總流的連續(xù)性方程式可壓情況下的一維總流連續(xù)性方程不可壓情況下的一維總流連續(xù)性方程本課為1學(xué)時的課堂教學(xué)，第7教學(xué)周（授課方式：多媒體結(jié)合板書，理論結(jié)合實際）第四節(jié)理想流體的運動微分方程知識點理想流體的運動微分方程理想流體的運動微分方程本課為1學(xué)時的課堂教學(xué)，第8教學(xué)周（授課方式：多媒體結(jié)合板書，理論結(jié)合實際）第五節(jié)

理想流體微元流束的伯努利方程知識點理想流體微元流束的伯努利方程理想流體微元流束的伯努利方程伯努利方程每一項的物理意義伯努利方程每一項的幾何意義本課為1學(xué)時的課堂教學(xué)，第8教學(xué)周（授課方式：多媒體結(jié)合板書，理論結(jié)合實際）第六節(jié)伯努利方程的應(yīng)用知識點1皮托管皮托管測速原理本課為1學(xué)時的課堂教學(xué)，第8教學(xué)周（授課方式：多媒體結(jié)合板書，理論結(jié)合實際）知識點2文丘里流量計文丘里測量流量原理本課為1學(xué)時的課堂教學(xué)，第8教學(xué)周（授課方式：多媒體結(jié)合板書，理論結(jié)合實際）第七節(jié)皮托管實驗實驗?zāi)康模貉芯科ね泄軠y流速的原理實驗成果：提交實驗報告本課為2學(xué)時的實驗課，第9教學(xué)周（授課方式：演示型和驗證型實驗）第八節(jié)文丘里管流量計實驗實驗?zāi)康模和ㄟ^測定流量系數(shù)，掌握文丘里流量計測量的技術(shù)和壓力計的應(yīng)用實驗成果：提交實驗報告本課為2學(xué)時的實驗課，第9教學(xué)周（授課方式：演示型和驗證型實驗）第九節(jié)定常流動的動量方程及應(yīng)用知識點定常流動的動量方程及應(yīng)用定常流動的動量方程推導(dǎo)應(yīng)用動量方程的注意事項應(yīng)用動量方程解題本課為1學(xué)時的課堂教學(xué)，第10教學(xué)周（授課方式：多媒體結(jié)合板書，理論結(jié)合實際）第三章課外作業(yè)：思考題如何用歐拉法求解加速度？如何利用復(fù)合函數(shù)求導(dǎo)法則推導(dǎo)歐拉法加速度？利用流線微分方程解題應(yīng)該注意哪些問題？流動截面上的流速實際是如何分布的？在實際應(yīng)用中急變流和緩變流有何意義？連續(xù)性方程和流量方程之間的關(guān)系？判斷流動是否連續(xù)時應(yīng)該用宏觀的還是微觀的？理想流體微元流束的伯努利方程推導(dǎo)的前提如何去理解？泰勒級數(shù)還在流體力學(xué)的哪些方程推導(dǎo)里起到作用？流動流體的全壓與靜壓之差是動壓，它與流速有什么關(guān)系？伯努利方程和連續(xù)性方程如何聯(lián)立求解？如何防止氣蝕的發(fā)生？利用三大方程求解實際問題？課后習(xí)題中概念與計算題。第四章不可壓縮流體的有旋流動和二維無旋流動本章包括6節(jié)，共7學(xué)時（7個知識點）教學(xué)重點：有旋和無旋流動，流函數(shù)、勢函數(shù)，基本有勢流動及其疊加。教學(xué)難點：流體微團運動分解，螺旋流、偶極流、繞圓柱無環(huán)量流動的求解。第一節(jié)

流體微團運動分析知識點移動、轉(zhuǎn)動和變形表示流體微團運動特征的速度表達式變形運動（線變形、角變形、旋轉(zhuǎn)運動）本課為1學(xué)時的課堂教學(xué)，第10教學(xué)周（授課方式：多媒體結(jié)合板書，理論結(jié)合實際）第二節(jié)有旋流動和無旋流動知識點有旋流動和無旋流動流體微團流動分類速度環(huán)量和旋渦強度本課為1學(xué)時的課堂教學(xué)，第10教學(xué)周（授課方式：多媒體結(jié)合板書，理論結(jié)合實際）第三節(jié)

無旋流動的速度勢函數(shù)知識點無旋流動的速度勢函數(shù)速度勢函數(shù)的引入速度勢函數(shù)的性質(zhì)本課為1學(xué)時的課堂教學(xué)，第10教學(xué)周（授課方式：多媒體結(jié)合板書，理論結(jié)合實際）第四節(jié)

二維平面流動的流函數(shù)知識點二維平面流動的流函數(shù)流度勢函數(shù)的引入流度勢函數(shù)的性質(zhì)流函數(shù)與勢函數(shù)的關(guān)系本課為1學(xué)時的課堂教學(xué)，第11教學(xué)周（授課方式：多媒體結(jié)合板書，理論結(jié)合實際）第五節(jié)

基本平面有勢流動知識點基本平面有勢流動均勻直線流點源和點匯點渦本課為1學(xué)時的課堂教學(xué)，第11教學(xué)周（授課方式：多媒體結(jié)合板書，理論結(jié)合實際）第六節(jié)

平面勢流的疊加流動知識點1勢流疊加原理及螺旋流勢流疊加原理點渦和點匯疊加的流動——螺旋流本課為1學(xué)時的

課堂教學(xué)，第11教學(xué)周（授課方式：多媒體結(jié)合板書，理論結(jié)合實際）知識點2偶極流及繞圓柱體無環(huán)量流動點源和點匯疊加的流動——偶極流繞圓柱體無環(huán)量流動——均勻直線流與偶極流疊加本課為1學(xué)時的

課堂教學(xué)，第11教學(xué)周（授課方式：多媒體結(jié)合板書，理論結(jié)合實際）第四章課外作業(yè)：思考題角變形運動和線變形及粘性力的關(guān)系是什么？速度環(huán)量和判斷有旋流動的關(guān)系是什么？旋渦強度與旋轉(zhuǎn)角速度的關(guān)系是什么？如何利用流函數(shù)和速度勢函數(shù)的性質(zhì)求解實際問題？流線與等勢線的正交的條件是什么？繞圓柱體無環(huán)量流動的疊加是如何形成的？課后習(xí)題中概念與計算題。第五章不可壓縮流體二維邊界層概述本章包括4節(jié)，共5學(xué)時（5個知識點）教學(xué)重點：邊界層概念、特征，曲面邊界層分離，工程實際問題中繞流阻力的計算。教學(xué)難點：邊界層分離的控制，減小黏性流體繞流阻力的方法。第一節(jié)

邊界層的基本概念知識點邊界層的定義和特征邊界層的概念層流邊界層和紊流邊界層邊界層的基本特征本課為1學(xué)時的課堂教學(xué)，第12教學(xué)周（授課方式：多媒體結(jié)合板書，理論結(jié)合實際）第二節(jié)邊界層的動量積分關(guān)系式知識點邊界層的動量積分關(guān)系式邊界層的動量積分方程的推導(dǎo)應(yīng)用動量積分方程對層流與紊流邊界層求解本課為1學(xué)時的課堂教學(xué)，第12教學(xué)周（授課方式：多媒體結(jié)合板書，理論結(jié)合實際）第三節(jié)

曲面邊界層分離現(xiàn)象卡門渦街知識點1曲面邊界層分離現(xiàn)象曲面邊界層分離現(xiàn)象分離的原因分離的條件分離的實際發(fā)生本課為1學(xué)時的課堂教學(xué)，第12教學(xué)周（授課方式：多媒體結(jié)合板書，理論結(jié)合實際）知識點2

卡門渦街圓柱繞流問題渦街脫落頻率與斯特羅哈數(shù)本課為1學(xué)時的課堂教學(xué)，第12教學(xué)周（授課方式：多媒體結(jié)合板書，理論結(jié)合實際）第四節(jié)

繞流阻力和阻力系數(shù)知識點繞流阻力和阻力系數(shù)摩擦阻力與壓差阻力不同形狀物體的阻力系數(shù)減小阻力的措施本課為1學(xué)時的課堂教學(xué)，第13教學(xué)周（授課方式：多媒體結(jié)合板書，理論結(jié)合實際）第五章課外作業(yè)：思考題為什么說邊界層理論是把流體力學(xué)的兩個分支有機的結(jié)合在一起？引起壓差阻力的因素有哪些？課后習(xí)題中概念與計算題。第六章黏性流體的一維定常流動本章包括14節(jié)，共17學(xué)時（9個知識點）教學(xué)重點：黏性流體總流伯努利方程，層流、紊流狀態(tài)與雷諾數(shù)之間的關(guān)系，沿程損失、局部損失的計算和實驗，管道水力計算。教學(xué)難點：黏性流體總流伯努利方程的工程應(yīng)用，復(fù)雜管路的水力計算。第一節(jié)粘性流體總流的伯努利方程知識點粘性流體總流的伯努利方程粘性流體總流的伯努利方程推導(dǎo)粘性流體總流的伯努利方程應(yīng)用本課為1學(xué)時的課堂教學(xué)，第13教學(xué)周（授課方式：多媒體結(jié)合板書，理論結(jié)合實際）第二節(jié)粘性流體的兩種流動型態(tài)知識點層流和紊流雷諾實驗雷諾數(shù)能力損失與平均流速的關(guān)系紊流形成的機理本課為1學(xué)時的課堂教學(xué)，第13教學(xué)周（授課方式：多媒體結(jié)合板書，理論結(jié)合實際）第三節(jié)流動損失分類知識點沿程阻力和局部阻力沿程阻力與沿程損失定義及計算公式局部阻力與局部損失定義及計算公式總能量損失計算公式本課為1學(xué)時的課堂教學(xué)，第13教學(xué)周（授課方式：多媒體結(jié)合板書，理論結(jié)合實際）第四節(jié)雷諾實驗實驗?zāi)康模河^察有壓圓管內(nèi)流體的兩種流動狀態(tài)，測定不同流動狀態(tài)下流體的雷諾數(shù)實驗成果：提交水頭損失和斷面平均流速的關(guān)系曲線本課為2學(xué)時的實驗課，安排在第14教學(xué)周（授課方式：多媒體結(jié)合板書，理論結(jié)合實際）第五節(jié)圓管中流體的層流流動知識點圓管中流體的層流流動數(shù)學(xué)模型速度分布流量及平均流速切應(yīng)力的分布沿程損失計算動量修正系數(shù)本課為1學(xué)時的課堂教學(xué)，第14教學(xué)周（授課方式：多媒體結(jié)合板書，理論結(jié)合實際）第六節(jié)圓管中流體的紊流流動知識點圓管中流體的紊流流動紊流脈動現(xiàn)象與時均速度紊流中的切應(yīng)力紊流結(jié)構(gòu)、光滑管和粗糙管速度分布沿程損失計算本課為1學(xué)時的課堂教學(xué)，第14教學(xué)周（授課方式：多媒體結(jié)合板書，理論結(jié)合實際）第七節(jié)沿程阻力系數(shù)的實驗研究知識點尼古拉茲實驗曲線和莫迪圖尼古拉茲實驗曲線及擬合公式分析莫迪圖查找方法分析本課為1學(xué)時的課堂教學(xué)，第15教學(xué)周（授課方式：多媒體結(jié)合板書，理論結(jié)合實際）第八節(jié)非圓形截面管道沿程損失的計算知識點非圓形截面管道沿程損失的計算管道水力半徑管道當(dāng)量直徑非圓形截面管道的沿程損失計算本課為1學(xué)時的課堂教學(xué)，第15教學(xué)周（授課方式：多媒體結(jié)合板書，理論結(jié)合實際）第九節(jié)沿程阻力實驗實驗?zāi)康模赫莆展艿姥爻套枇ο禂?shù)的測定方法及影響因素實驗成果：提交沿程阻力系數(shù)與雷諾數(shù)和相對粗糙度間的關(guān)系曲線本課為2學(xué)時的實驗課，第15教學(xué)周（授課方式：演示型和驗證型實驗）第十節(jié)局部損失的計算知識點局部損失的計算損失產(chǎn)生的原因局部損失的計算本課為1學(xué)時的課堂教學(xué)，第16教學(xué)周（授課方式：多媒體結(jié)合板書，理論結(jié)合實際）第十一節(jié)局部阻力實驗實驗?zāi)康模赫莆站植孔枇ο禂?shù)的測定方法及局部水頭損失的產(chǎn)生機理和影響因素實驗成果：提交圓管突然擴大和突然縮小的局部阻力系數(shù)并與理論值比較本課為2學(xué)時的實驗課，第16教學(xué)周（授課方