《工程流體力學(xué)》課程教學(xué)大綱

1、工程流體力學(xué)Engineering Fluid Mechanics一、課程基本情況課程類別：學(xué)科基礎(chǔ)課課程學(xué)分： 3 學(xué)分課程總學(xué)時(shí)： 48 學(xué)時(shí)，其中講課： 48 學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)（含上機(jī)）：0 學(xué)時(shí)，課外 0 學(xué)時(shí)課程性質(zhì)：必修開(kāi)課學(xué)期：第4學(xué)期先修課程：高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理適用專業(yè)：環(huán)境工程教 材：李玉柱，工程流體力學(xué)（上冊(cè)）（第1版），清華大學(xué)出版社，2006年。開(kāi)課單位： 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 環(huán)境工程系 二、課程性質(zhì)、教學(xué)目標(biāo)和任務(wù)工程流體力學(xué)是環(huán)境工程專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。主要任務(wù)是使學(xué)生掌握流體運(yùn)動(dòng)的一般規(guī)律和專業(yè)必需的基本概念與基本理論，學(xué)會(huì)常規(guī)的分析計(jì)算方法和實(shí)驗(yàn)技術(shù)，具有運(yùn)用

2、所學(xué)知識(shí)分析和解決實(shí)際工程中流體計(jì)算問(wèn)題的能力。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生們了解流體的物理性質(zhì)，掌握流體的平衡規(guī)律、流體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律、流體與其接觸的固體壁面間的受力特點(diǎn)、壓力管路中的水力計(jì)算、氣體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)及非牛頓流體運(yùn)動(dòng)規(guī)律等內(nèi)容。重點(diǎn)是深刻理解流體運(yùn)動(dòng)的描述方法，掌握流體力學(xué)中的三大方程（連續(xù)方程，動(dòng)量方程，能量方程），并且能夠靈活運(yùn)用，提高學(xué)生分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，為以后學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)，從事專業(yè)技術(shù)工作和科研打下必要的基礎(chǔ)。三、教學(xué)內(nèi)容和要求第1章緒論（2 學(xué)時(shí)）（1）熟悉流體的基本特征及連續(xù)介質(zhì)假設(shè)；（0.5學(xué)時(shí)）（2）了解流體力學(xué)的研究任務(wù)及其發(fā)展簡(jiǎn)史；（0.5學(xué)時(shí)）（3）理解流體力

3、學(xué)研究方法；（0.5學(xué)時(shí)）（4）掌握流體的主要物理性質(zhì)，作用在流體上的力；（0.5學(xué)時(shí)）重點(diǎn)：流體常規(guī)物理性質(zhì)，連續(xù)介質(zhì)模型。難點(diǎn)：牛頓內(nèi)摩擦定律的應(yīng)用，表面力、質(zhì)量力的分類。第2章流體靜力學(xué)（8 學(xué)時(shí)）（1）了解流體靜壓強(qiáng)及其特性；（1學(xué)時(shí)）（2）理解流體平衡微分方程；（1.5學(xué)時(shí)）（3）理解液體的相對(duì)平衡；（1.5學(xué)時(shí)）（4）掌握重力場(chǎng)中液體靜壓強(qiáng)的分布；（2學(xué)時(shí)）（5）掌握作用在平面上的液體總壓力，作用在曲面上的液體總壓力；（2學(xué)時(shí)）重點(diǎn)：重力場(chǎng)中液體靜壓強(qiáng)的分布；作用在面上的液體總壓力。難點(diǎn)：作用在曲面上的液體總壓力（分解為水平與垂直）、以及相對(duì)平衡中靜壓強(qiáng)分布規(guī)律。第3章流體運(yùn)動(dòng)學(xué)（

4、6 學(xué)時(shí)）（1）熟悉有關(guān)流場(chǎng)的幾個(gè)基本概念（1.5學(xué)時(shí)）（2）熟悉流體微團(tuán)運(yùn)動(dòng)的分析（1.5學(xué)時(shí)）（3）理解流體運(yùn)動(dòng)的描述方法（1.5學(xué)時(shí)）（4）掌握連續(xù)性方程（1.5學(xué)時(shí)）重點(diǎn)：流場(chǎng)的幾個(gè)基本概念連續(xù)性方程。難點(diǎn)：流體運(yùn)動(dòng)的描述方法（時(shí)變導(dǎo)數(shù)，位變導(dǎo)數(shù)），流體運(yùn)動(dòng)微分方程的推導(dǎo)。第4章流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)（8學(xué)時(shí)）（1）了解運(yùn)動(dòng)流體的應(yīng)力狀態(tài)（1學(xué)時(shí)）（2）理解流體運(yùn)動(dòng)微分方程（1.5學(xué)時(shí)）（3）掌握理想流體恒定元流能量方程（1.5學(xué)時(shí)）（4）掌握恒定總流的能量方程（2學(xué)時(shí)）（5）掌握恒定總流的動(dòng)量方程（2學(xué)時(shí)）重點(diǎn)：理想流體恒定元流能量方程。難點(diǎn)：恒定總流能量方程運(yùn)用，如何選取基準(zhǔn)點(diǎn)，基準(zhǔn)面。第

5、5章流動(dòng)阻力和能量損失（8 學(xué)時(shí)）（1）熟悉流動(dòng)阻力和能量損失的形式（0.5學(xué)時(shí)）（2）理解粘性流體的兩種流態(tài)（1.5學(xué)時(shí)）（3）理解沿程損失與切應(yīng)力之間的關(guān)系（1.5學(xué)時(shí)）（4）理解紊流運(yùn)動(dòng)（0.5學(xué)時(shí)）（5）理解管流和明流的局部損失（0.5學(xué)時(shí)）（6）掌握?qǐng)A管中的層流運(yùn)動(dòng)（1.5學(xué)時(shí)）（7）掌握紊流沿程損失的分析與計(jì)算（2學(xué)時(shí)）重點(diǎn)：流動(dòng)阻力和能量損失形式，水頭損失與切應(yīng)力之間表達(dá)，沿程損失及局部損失計(jì)算。難點(diǎn)：不同流態(tài)的判別，達(dá)西定律的運(yùn)用，以及經(jīng)驗(yàn)公式使用。第6章量綱分析和相似原理（8 學(xué)時(shí)）（1）了解模型試驗(yàn)；（2學(xué)時(shí)）（2）熟悉量綱和諧原理；（2 學(xué)時(shí)）（3）理解流動(dòng)相似原理；（2 學(xué)時(shí)）（4）掌握量綱分析法；（2 學(xué)時(shí)）重點(diǎn)：量綱分析。難點(diǎn)：量綱和諧原理的運(yùn)用，流動(dòng)相似原理的運(yùn)用。第7章孔口、管嘴出流和有壓管流（8 學(xué)時(shí)）（1）了解復(fù)雜長(zhǎng)管的恒定有壓流（串聯(lián)或并聯(lián)）（1 學(xué)時(shí)）（2）了解非恒定有壓管流；（1 學(xué)時(shí)）（3）理解管網(wǎng)中的恒定有壓流計(jì)算基礎(chǔ)；（2 學(xué)時(shí)）（4）掌握孔口出流，管嘴出流；（2 學(xué)時(shí)）（5）掌握簡(jiǎn)單短管的恒定有壓流，簡(jiǎn)單長(zhǎng)管的恒定有壓流；（2 學(xué)時(shí)）重點(diǎn)：掌握管嘴、孔口的水頭損失計(jì)算。難點(diǎn)：短管的水力計(jì)算、長(zhǎng)管的水力計(jì)算（串聯(lián)或并聯(lián)）。四、課程考核（1）作業(yè)等：作業(yè)： 8-10 次（2）考核方式：閉卷考試（3