流體力學(xué)課程教學(xué)大綱

1、流體力學(xué)課程教學(xué)大綱課程名稱：流體力學(xué)英文名稱：Hydromechanics課程編碼：x2071521學(xué) 時(shí) 數(shù)：32其中實(shí)踐學(xué)時(shí)數(shù)：4 課外學(xué)時(shí)數(shù)：0 學(xué) 分 數(shù)：2.0適用專業(yè)：土木工程一、課程簡介流體力學(xué)是土木工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，內(nèi)容包括流體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其應(yīng)用，包括礦流體靜力學(xué)，流體運(yùn)動(dòng)學(xué)，流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)，流動(dòng)阻力和水頭損失，孔口、管嘴岀流和有壓管流等內(nèi)容。通過對(duì)流體靜力學(xué)、流體動(dòng)力學(xué)和流體水頭損失的學(xué)習(xí)，為涉及到流體問題的土木工程構(gòu)筑物提供理論基礎(chǔ)，進(jìn)而解決相應(yīng)的應(yīng)用問題。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握流體力學(xué)的基本概念、基本理論、主要分析方法和相關(guān)的應(yīng)用問題，并能與后續(xù)專業(yè)課

2、程緊密結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。二、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求關(guān)系表課程目標(biāo)畢業(yè)要求1.理解流體力學(xué)的基本原理，掌握作用在平面和曲面的流體總壓力計(jì)算，掌握流體連續(xù)性方程，能量方程和動(dòng)量方程的適用條件和計(jì)算方法，掌握水頭損失的計(jì)算方法；掌握不同工程實(shí)例的流體力學(xué)應(yīng)用。1-3，能夠嚴(yán)謹(jǐn)推理復(fù)雜工程問題對(duì)應(yīng)的分析模型的正確性，并能正確求解模型2.通過實(shí)驗(yàn)對(duì)流體力學(xué)各相關(guān)專業(yè)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)有著更深刻的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，分析問題和解決問題的能力。4.3能綜合多學(xué)科專業(yè)知識(shí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和解釋，獲得研究土木工程復(fù)雜問題合理有效的結(jié)論，并能合理地應(yīng)用于工程實(shí)踐。三、課程教學(xué)內(nèi)容、基本要求、重

3、點(diǎn)和難點(diǎn)（一）緒論 1. 教學(xué)內(nèi)容流體力學(xué)研究對(duì)象和教學(xué)任務(wù)；流體的物理性質(zhì)和作用在流體上的力。2. 基本要求（1）了解部分：流體力學(xué)的研究內(nèi)容和研究方法；流體力學(xué)的發(fā)展歷史；（2）理解部分：流體的連續(xù)性假設(shè)、質(zhì)量力、牛頓內(nèi)摩擦定律和液體的壓縮性；（3）掌握部分：流體的連續(xù)性假設(shè)，液體的壓縮性；（4）熟練掌握：牛頓內(nèi)摩擦定律和質(zhì)量力的概念。3. 重點(diǎn)和難點(diǎn)（1）重點(diǎn)：流體的物理性質(zhì)；牛頓內(nèi)摩擦定律；（2）難點(diǎn)：牛頓內(nèi)摩擦定律的應(yīng)用。（二）流體靜力學(xué)1. 教學(xué)內(nèi)容流體靜力學(xué)的基本特點(diǎn)；作用在平面和曲面的靜止總壓力的計(jì)算。2. 基本要求（1）了解部分：靜水壓強(qiáng)特性和液體平衡微分方程；（2）理解部分

4、：壓強(qiáng)的分類和測量、等壓面、測壓管水頭和壓力體；（3）掌握部分：靜水壓強(qiáng)分布圖和壓力體的繪制；（4）熟練掌握：作用平面上的液體總壓力計(jì)算圖解法和解析法；作用在曲面上的液體總壓力計(jì)算。3. 重點(diǎn)和難點(diǎn)（1）重點(diǎn)：液體總壓力計(jì)算；（2）難點(diǎn)：任意平面解析法的液體總壓力計(jì)算和作用在曲面液體總壓力計(jì)算。（三）流體運(yùn)動(dòng)學(xué)1. 教學(xué)內(nèi)容流體運(yùn)動(dòng)描述：拉格朗日法和歐拉法；歐拉法的基本概念；連續(xù)性方程。2. 基本要求（1）了解部分：拉格朗日法和歐拉法；（2）理解部分：當(dāng)?shù)丶铀俣群瓦w移加速度；流線和跡線；恒定流和均勻流；（3）掌握部分：流體三個(gè)要素；流管、過水?dāng)嗝?、元流和總流。?）熟練掌握：恒定流和均勻流的判

5、定；連續(xù)性方程的應(yīng)用。3. 重點(diǎn)和難點(diǎn)（1）重點(diǎn)：恒定流和均勻流的判定和相應(yīng)特點(diǎn)；連續(xù)性方程的應(yīng)用；（2）難點(diǎn)：恒定流與均勻流與當(dāng)?shù)丶铀俣群瓦w移加速的對(duì)應(yīng)關(guān)系。（四）流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)1. 教學(xué)內(nèi)容元流的伯努利方程；總流的伯努利方程和恒定總流的動(dòng)量方程。2. 基本要求（1）了解部分：伯努利方程和恒定總流動(dòng)量方程的推導(dǎo)過程；（2）理解部分：伯努利方程的物理意義和幾何意義；畢托管和文丘里流量計(jì)的原理；（3）掌握部分：伯努利方程和恒定總流動(dòng)量方程的適用條件；（4）熟練掌握：應(yīng)用伯努利方程和恒定總流動(dòng)量方程進(jìn)行相關(guān)計(jì)算；3. 重點(diǎn)和難點(diǎn)（1）重點(diǎn)：伯努利方程和恒定總流動(dòng)量方程的理解；（2）難點(diǎn)：伯努利方程

6、和恒定總流動(dòng)量方程的應(yīng)用。（五）流動(dòng)阻力和水頭損失1. 教學(xué)內(nèi)容流動(dòng)阻力和水頭損失的分類；黏性流水流形態(tài)的判定；層流和紊流的沿程水頭損失；局部水頭損失；2. 基本要求（1）了解部分：水頭損失的分類；（2）理解部分：水流形態(tài)的判斷；雷諾系數(shù)的計(jì)算；層流和紊流；（3）掌握部分：濕周和水力半徑；過水?dāng)嗝孢吔缜袘?yīng)力的分布（4）熟練掌握：水頭損失的計(jì)算方法。3. 重點(diǎn)和難點(diǎn)（1）重點(diǎn)：水流形態(tài)的判斷和水頭損失的計(jì)算；（2）難點(diǎn)：紊流沿程水頭損失的分析與計(jì)算。（六）孔口、管嘴岀流和有壓管流1. 教學(xué)內(nèi)容孔口和管嘴岀流的計(jì)算問題；有壓管流的計(jì)算。2. 基本要求（1）了解部分：孔口和管嘴岀流的特點(diǎn)；有壓管流的

7、計(jì)算。（2）理解部分：孔口岀流和管嘴岀流的理論應(yīng)用；短管和長管的特點(diǎn)。（3）掌握部分：薄壁小孔口恒定岀流和管嘴岀流；有壓管流的分類。（4）熟練掌握：伯努利方程在孔口岀流和管嘴岀流中的應(yīng)用。3. 重點(diǎn)和難點(diǎn)（1）重點(diǎn)：伯努利方程的應(yīng)用。（2）難點(diǎn)：有壓管流的水力計(jì)算問題。四、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)分配輔導(dǎo)答疑比例一緒論課堂教學(xué)21:1二流體靜力學(xué)課堂教學(xué)61:2三流體運(yùn)動(dòng)學(xué)課堂教學(xué)21:1四流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)課堂教學(xué)61:2五流動(dòng)阻力和水頭損失課堂教學(xué)41:2六孔口、管嘴岀流和有壓管流課堂教學(xué)41:1七壓強(qiáng)分布圖和壓力體課堂作業(yè)21:1八水流阻力測定和雷諾試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)41:2

8、九伯努利方程和動(dòng)量方程在工程中的應(yīng)用課堂教學(xué)21:2五、課程其他教學(xué)環(huán)節(jié)要求（一）實(shí)驗(yàn)教學(xué)：（4學(xué)時(shí)）實(shí)驗(yàn)（1）：水流阻力測定實(shí)驗(yàn)（2）：雷諾試驗(yàn)（二）思考題與作業(yè)思考題（1）：什么是動(dòng)力粘滯系數(shù)和運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)？二者和哪寫因素有關(guān)？思考題（2）：等壓面的特點(diǎn)及其和單位質(zhì)量力的關(guān)系？思考題（3）：壓強(qiáng)分類？真空度的計(jì)算問題？思考題（4）：平面上的靜水壓強(qiáng)計(jì)算公式的適用條件？思考題（5）：曲面上靜水總壓力的計(jì)算步驟？思考題（6）：繪制壓強(qiáng)分布圖和壓力體的注意事項(xiàng)？思考題（7）：恒定流和均勻流的特點(diǎn)？思考題（8）：流線和跡線的特點(diǎn)和區(qū)別，恒定流流線的特點(diǎn)？思考題（9）：伯努利的適用條件？思考題（10

9、）：水流對(duì)壩體和彎管沖擊力的計(jì)算應(yīng)用了哪些理論基礎(chǔ)？思考題（11）：雷諾試驗(yàn)說明了現(xiàn)象？如何計(jì)算雷諾系數(shù)？思考題（12）：孔口岀流和管嘴岀流的區(qū)別？思考題（13）：短管和長管計(jì)算的異同點(diǎn)。六、本課程與其他課程的聯(lián)系（一）先修課程：高等數(shù)學(xué)（二）后修課程：橋梁工程、基礎(chǔ)工程等。七、建議教材及教學(xué)參考書目流體力學(xué)，劉鶴年，中國建筑工業(yè)出版社，2016。（二）參考書：1.流體力學(xué)，劉鶴年，中國建筑工業(yè)出版社，2016。2.流體力學(xué)，林建忠，清華大學(xué)出版社，2013。3.流體力學(xué)， HYPERLINK /writer/%E7%BD%97%E6%83%95%E4%B9%BE_1.html t _blank 羅惕乾，機(jī)械工業(yè)出版社，2017。八、課程考核方式與成績?cè)u(píng)定辦法（一）課程考核方式為：考試。（二）成績?cè)u(píng)定方法：平時(shí)成績*30%+實(shí)驗(yàn)成績*20%+期末成績*50%=總成績，包括出勤、課堂作業(yè)、討論題等考察環(huán)節(jié)。評(píng)價(jià)項(xiàng)目評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)課程目標(biāo)平時(shí)成績（30分）考勤，作業(yè)（30分）理解流體力學(xué)的基本原理，掌握作用在平面和曲面的流體總壓力計(jì)算，掌握流體連續(xù)性方程，能量方程和動(dòng)量方程的適用條件和計(jì)算方法，掌握水頭損失的計(jì)算方法；掌握不同工程實(shí)例的流體力學(xué)應(yīng)用。充分體現(xiàn)課程目標(biāo)1和2。實(shí)驗(yàn)成績（20分）實(shí)習(xí)報(bào)告（20分）通過實(shí)驗(yàn)對(duì)流體力學(xué)各相關(guān)專業(yè)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)有著更深刻