流體力學Ⅰ課程教學大綱

1、流體力學課程教學大綱課程名稱：流體力學英文名稱：Fluid Mechanics課程編號：x2010431學 時 數(shù)：72 學時其中實驗學時數(shù)：8學時 課外學時數(shù)：無學 分 數(shù)：4.5適用專業(yè)：熱能與動力工程（A1/A2）一、課程的性質和任務本課程是熱能與動力工程的專業(yè)基礎課之一，通過學習可以使學生掌握流體力學的基本概念，基本規(guī)律和基本應用，系統(tǒng)地掌握本專業(yè)的基礎知識和理論應用及在生產(chǎn)實踐中的地位和作用，為以后專業(yè)課的學習打下良好的基礎，完成專業(yè)基礎課到專業(yè)課的過渡。二、課程教學內容的基本要求、重點和難點(一) 流體及其物理性質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摩擦定律；理解

2、作用在流體上的兩種力；了解并會對流體進行受力分析；熟練掌握流體的密度、重度、比容、比重、壓縮性。重點是流體的特征；牛頓內摩擦定律；作用在流體上的力。難點是連續(xù)介質模型；流體受力分析。(二) 流體靜力學理解流體平衡微分方程式的推導及等壓面的性質；理解流體靜力學方程的適用條件、物理意義和幾何意義及其應用；熟悉掌握壓強的三種表示方法。重點是靜止流體內的壓強特點、靜止流體平衡方程、靜力學方程及其應用。(三) 流體流動基本方程熟悉掌握流線，跡線，流管，流束，流量基本概念；理解流體動力學的三大基本方程：連續(xù)性方程、Bernoulli方程、動量方程的推導依據(jù)，適用條件，掌握求解流體流動的速度、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的Euler方法，流體的分類，了解連續(xù)性方程、Bernoulli方程、動量方程的推導過程。重點是描述流體運動的兩種方法、流體動力學的基本方程。難點是流體動力學的基本方程推導過程及其應用。(四) 勢流理論理解流函數(shù)和速度勢函數(shù)的定義、性質、意義及二者的應用計算；了解幾種簡單平面勢流及其疊加。重點是速度勢和流函數(shù)引入意義、性質及二者的應用計算。難點是速度勢和流函數(shù)在平面勢流疊加中的應用。 (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、時間相似、運動相似、動力相似的概念及相似準數(shù)；理解相似原理的內容、意義；熟悉掌握相似準數(shù)導出的方法；了解近似的模

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

5、層流、紊流邊界層的阻力計算，掌握邊界層的分離條件、了解圓柱繞流邊界層的阻力問題。重點是邊界層動量微分方程、動量積分方程，邊界層的阻力計算，邊界層的分離條件。難點是量級分析法，邊界層動量積分方程推導及計算，邊界層的分離及圓柱繞流邊界層的阻力問題。(八) 氣體動力學基礎理解微弱擾動的一維傳播圖形特征，掌握氣體一元定常流動的基本方程，了解激波及特點，熟悉掌握收縮噴管，漸擴噴管及縮放噴管的工作特征。重點是微弱擾動的一維傳播圖形特征，變截面等熵管流的流動特征，收縮噴管，漸擴噴管及縮放噴管的工作特征。難點是正激波的理論計算，收縮、縮放噴管的工作特征。三、 教學方式及學時分配序號主要內容主要教學方 式學時分

6、配輔導答疑比 例一流體及其物理性質講授4 2：1二流體靜力學講授6 2：1三流體流動的基本方程講授10 2：1四勢流理論講授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流動講授12 3：1七粘性物體繞物體的流動講授8 2：1八氣體動力學基礎講授8 3：1四、課程其他教學環(huán)節(jié)要求1、實驗環(huán)節(jié)實驗學時數(shù)為：8實驗項目及內容詳見實驗教學大綱2、作業(yè)由于流體力學具有理論性強、抽象難懂且應用廣泛的特點，為加深學生理解和掌握，提高學生理論與實踐相結合的自覺性，適當增加作業(yè)量，計算題占主體，適當考慮問答題。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、工程數(shù)學、大學物理、理論力學、材料力學和工程熱力學等，其中材料力學和工程熱力學可以同時開設。本課程為傳熱學、泵與風機、汽輪機原理、鍋爐原理、熱力系統(tǒng)與設備、熱工儀表、制冷原理與設備、空調工程應用等后續(xù)課程打下理論基礎。六、教學參考書目流體力學張兆順等編 清華大學出版社199