流體力學(xué)課程教學(xué)大綱

1、流體力學(xué)課程教學(xué)大綱（36學(xué)時(shí)）（理論課程）一課程說明（一）課程概況課程中文名稱：流體力學(xué)課程英文名稱：FluidMechanics課程編碼:4210172125開課學(xué)院：土木與建筑工程學(xué)院適用專業(yè)/開課學(xué)期：土木工程/第六學(xué)期學(xué)分/周學(xué)時(shí)：2/4流體力學(xué)是一門專業(yè)發(fā)展課程，為必須課程。流體力學(xué)是高等學(xué)校土木專業(yè)的一門重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，對(duì)土木中的水利、港口、道橋等有著重要應(yīng)用，對(duì)重要工程的建設(shè)和安全生產(chǎn)提供了重要的保障。先修課程有高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、理論力學(xué)、材料力學(xué)等學(xué)科。后續(xù)課程：流體輸配管網(wǎng)、給排水工程等。（二）課程目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握流體靜力學(xué)、流體動(dòng)力學(xué)的基本概念、基

2、本原理、基本計(jì)算方法，理解相似理論與量綱分析的一般原理，掌握流動(dòng)阻力與水頭損失以及有壓管路、孔口管嘴的分析與計(jì)算方法，掌握明渠均勻流與非均勻流的計(jì)算方法，理解堰流、閘孔出流、滲流、紊流射流與紊流擴(kuò)散的基本概念與原理，并使同學(xué)們掌握一定的流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)，學(xué)會(huì)分析、解決實(shí)際問題的方法，為學(xué)習(xí)專業(yè)課、從事技術(shù)工作、獲取新知識(shí)和進(jìn)行科學(xué)研究打下基礎(chǔ)。（三）學(xué)時(shí)分配章（專題）主要內(nèi)容理論學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐學(xué)時(shí)1A章緒論22第二章流體靜力學(xué)63第三章流體運(yùn)動(dòng)學(xué)44第四章流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)65第五章流動(dòng)阻力與水頭損失46第六章孔口、管嘴出流和有壓管流47第七章明渠流動(dòng)78第八章堰流3總計(jì)36教學(xué)方法和手段教學(xué)中進(jìn)行

3、理論講解，然后通過習(xí)題鞏固；并通過對(duì)習(xí)題的認(rèn)真講解，達(dá)到學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解與運(yùn)用。用圖較多，且涉及很多流動(dòng)現(xiàn)象及工程實(shí)踐，故采用多媒體的教學(xué)手段。三教學(xué)內(nèi)容第1章緒論（2學(xué)時(shí)）一、教學(xué)目標(biāo)通過本章的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解流體力學(xué)的任務(wù)及應(yīng)用領(lǐng)域，掌握流體的連續(xù)介質(zhì)理論和流體的主要物理力學(xué)性質(zhì)以及作用在流體上的力的兩種形式。二、教學(xué)重、難點(diǎn)本章重點(diǎn)：流體的連續(xù)介質(zhì)模型、黏性、理想流體模型、牛頓內(nèi)摩擦定律、壓縮性與不可壓模型、質(zhì)量力與表面力。本章難點(diǎn)：連續(xù)介質(zhì)模型、牛頓內(nèi)摩擦定律、質(zhì)量力與表面力。三、主要內(nèi)容第一節(jié)流體力學(xué)及其任務(wù)第二節(jié)作用在流體上的力第三節(jié)流體的主要物理性質(zhì)四、實(shí)踐要求無。五、練習(xí)作業(yè)習(xí)

4、題練習(xí)。第2章流體靜力學(xué)（6學(xué)時(shí)）一、教學(xué)目標(biāo)通過本章的學(xué)習(xí)，使學(xué)生理解靜水壓強(qiáng)的特性、液體平衡微分方程，掌握水靜力學(xué)的基本方程、壓強(qiáng)的測(cè)量（相對(duì)壓強(qiáng)），最終能熟練計(jì)算作用在平面、曲面上的靜水總壓力及總壓力的大小、方向和作用點(diǎn)。二、教學(xué)重、難點(diǎn)本章重點(diǎn)：靜水壓強(qiáng)的特性、液體平衡微分方程、水靜力學(xué)的基本方程、作用在平面、曲面上的靜水總壓力及總壓力的大小、方向和作用點(diǎn)。本章難點(diǎn)：液體平衡微分方程、壓差計(jì)、作用在平面、曲面上的靜水總壓力。三、主要內(nèi)容第一節(jié)靜止流體中應(yīng)力的特性第二節(jié)流體平衡微分方程第三節(jié)重力場(chǎng)中流體靜壓強(qiáng)的分布規(guī)律第四節(jié)液體作用在平面上的總壓力第五節(jié)液體作用在曲面上的總壓力四、實(shí)踐要

5、求無。五、練習(xí)作業(yè)習(xí)題練習(xí)。第3章流體運(yùn)動(dòng)學(xué)（4學(xué)時(shí)）一、教學(xué)目標(biāo)通過本章的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解描述流體運(yùn)動(dòng)的兩種方法，理解連續(xù)性微分方程、理想液體運(yùn)動(dòng)微分方程、實(shí)際流體的運(yùn)動(dòng)微分方程，掌握流線、跡線、過流斷面、元流、總流等基本概念，恒定總流連續(xù)性方程。二、教學(xué)重、難點(diǎn)本章重點(diǎn)：連續(xù)性微分方程，理想液體運(yùn)動(dòng)微分方程，總流連續(xù)性方程，有旋流動(dòng)和無旋流動(dòng)。本章難點(diǎn)：連續(xù)性微分方程。三、主要內(nèi)容第一節(jié)流體運(yùn)動(dòng)的描述第二節(jié)歐拉法的基本概念第三節(jié)連續(xù)性方程第四節(jié)流體微團(tuán)運(yùn)動(dòng)分析四、實(shí)踐要求無。五、練習(xí)作業(yè)習(xí)題練習(xí)。第4章流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)（6學(xué)時(shí)）一、教學(xué)目標(biāo)通過本章的學(xué)習(xí)，使學(xué)生理解元流和總流伯努利方程的物理

6、意義和幾何意義，理解并掌握流體運(yùn)動(dòng)微分方程、元流的伯努利方程、恒定總流的伯努利方程、恒定總流的動(dòng)量方程、無粘性流體的無旋流動(dòng)。二、教學(xué)重、難點(diǎn)本章重點(diǎn)：流體運(yùn)動(dòng)微分方程、恒定總流的伯努利方程、恒定總流的動(dòng)量方程、無粘性流體的無旋流動(dòng)。本章難點(diǎn)：流體的運(yùn)動(dòng)微分方程、元流的伯努利方程、恒定總流動(dòng)量方程。三、主要內(nèi)容第一節(jié)流體的運(yùn)動(dòng)微分方程第二節(jié)元流的伯努利方程第三節(jié)恒定總流的伯努利方程第四節(jié)恒定總流的動(dòng)量方程第五節(jié)無粘性流體的無旋流動(dòng)四、實(shí)踐要求無。五、練習(xí)作業(yè)習(xí)題練習(xí)。第5章流動(dòng)阻力與水頭損失（4學(xué)時(shí)）、教學(xué)目標(biāo)通過本章的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解實(shí)際液體的兩種流動(dòng)型態(tài)，流動(dòng)阻力與水頭損失的分類，掌握沿程

7、損失、局部損失的分析和計(jì)算方法。二、教學(xué)重、難點(diǎn)本章重點(diǎn)：實(shí)際液體的兩種流動(dòng)型態(tài)的判別，均勻流的基本方程，圓管層流與紊流的流速分布、沿程阻力系數(shù)及沿程水頭損失的計(jì)算，局部水頭損失的計(jì)算。本章難點(diǎn)：圓管層流與紊流的流速分布，紊流沿程阻力系數(shù)的計(jì)算。三、主要內(nèi)容第一節(jié)流動(dòng)阻力與水頭損失的分類第二節(jié)黏性流體的兩種流態(tài)第三節(jié)沿程水頭損失與剪應(yīng)力的關(guān)系第四節(jié)圓管中的層流運(yùn)動(dòng)第五節(jié)紊流運(yùn)動(dòng)第六節(jié)紊流的沿程水頭損失第七節(jié)局部水頭損失第八節(jié)邊界層概念與繞流阻力四、實(shí)踐要求無。五、練習(xí)作業(yè)習(xí)題練習(xí)。第6章孔口、管嘴出流和有壓管流（4學(xué)時(shí)）一、教學(xué)目標(biāo)通過本章的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解恒定孔口出流、管嘴出流、非恒定孔口管

8、嘴出流的流量計(jì)算公式;掌握短管、簡(jiǎn)單長管、串聯(lián)并聯(lián)長管、沿程均勻泄流的水力計(jì)算方法，理解有壓管路中水擊產(chǎn)生的原因。二、教學(xué)重、難點(diǎn)本章重點(diǎn)：恒定孔口出流、管嘴出流、非恒定孔口管嘴出流的流量計(jì)算，短管、長管的水力計(jì)算。本章難點(diǎn)：串聯(lián)、并聯(lián)長管的水力計(jì)算。三、主要內(nèi)容第一節(jié)孔口出流第二節(jié)管嘴出流第三節(jié)短管的水力計(jì)算第四節(jié)長管的水力計(jì)算第五節(jié)有壓管道中的水擊四、實(shí)踐要求無。五、練習(xí)作業(yè)習(xí)題練習(xí)。第7章明渠流動(dòng)（7學(xué)時(shí)）一、教學(xué)目標(biāo)通過本章的學(xué)習(xí)，使學(xué)生理解水力最優(yōu)斷面及允許流速的基本概念，掌握明渠均勻流各類問題的水力計(jì)算方法。理解明渠非均勻流中斷面單位能量、臨界水深等的基本概念，掌握恒定明渠流其流動(dòng)

9、狀態(tài)的判別方法，能進(jìn)行水面曲線的分析與繪制。二、教學(xué)重、難點(diǎn)本章重點(diǎn)：明渠均勻流的基本計(jì)算公式及水力計(jì)算，水力最優(yōu)斷面及允許流速，無壓圓管均勻流的水力計(jì)算。斷面單位能量、臨界水深、恒定明渠流其流動(dòng)狀態(tài)的判別方法，水面曲線的分析與繪制。本章難點(diǎn)：水力最優(yōu)斷面條件，無壓圓管均勻流水力計(jì)算。臨界水深、恒定明渠流其流動(dòng)狀態(tài)的判別方法，水面曲線的分析與繪制。三、主要內(nèi)容第一節(jié)概述第二節(jié)明渠均勻流第三節(jié)無壓圓管均勻流第四節(jié)明渠流動(dòng)狀態(tài)第五節(jié)水躍和水跌第六節(jié)棱柱形渠道非均勻漸變流水面曲線的分析四、實(shí)踐要求無。五、練習(xí)作業(yè)習(xí)題練習(xí)。第8章堰流（3學(xué)時(shí)）一、教學(xué)目標(biāo)通過本章的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解薄壁堰、實(shí)用堰、寬頂堰的基本功能與用途。二、教學(xué)重、難點(diǎn)本章重點(diǎn)：堰是如何分類的。本章難點(diǎn)：堰的流量系數(shù)的計(jì)算。三、主要內(nèi)容第一節(jié)堰流及其特征第二節(jié)寬頂堰溢流第三節(jié)薄壁堰和實(shí)用堰溢流四、實(shí)踐要求無。五、練習(xí)作業(yè)習(xí)題練習(xí)。四考核辦法（一）考核方式：閉卷（二）評(píng)分辦法：平時(shí)成績(jī)占50%,期末考核占50%。五教材及主要參考書目（一）教材