《工程流體力學(xué)》課程教學(xué)大綱

工程流體力學(xué)教學(xué)大綱第4頁(yè)《工程流體力學(xué)》課程教學(xué)大綱英文名稱(chēng)：EngineeringFluidMechanics課程編號(hào)：學(xué)時(shí)數(shù)：72其中實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)：12課程性質(zhì)：必修課先修課程：高等數(shù)學(xué)，理論力學(xué)等適用專(zhuān)業(yè)：建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專(zhuān)業(yè)課程的性質(zhì)、目的和任務(wù)本課程的性質(zhì)：流體力學(xué)是建筑環(huán)境與設(shè)備工程專(zhuān)業(yè)的一門(mén)主要技術(shù)基礎(chǔ)課。是該專(zhuān)業(yè)工程技術(shù)人員必須掌握的知識(shí)。它是研究流體平衡、運(yùn)動(dòng)及能量間內(nèi)在聯(lián)系與相互轉(zhuǎn)換規(guī)律的一門(mén)學(xué)科，是一門(mén)以流體基礎(chǔ)理論為主，結(jié)合一般工程技術(shù)的課程。學(xué)生通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)后，能夠獲得流體力學(xué)方面基礎(chǔ)理論的系統(tǒng)知識(shí)，實(shí)驗(yàn)技能和一定的分析、解決問(wèn)題的能力。是后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。課程教學(xué)所要達(dá)到的目的是：1、使學(xué)生掌握流體靜止及運(yùn)動(dòng)時(shí)的規(guī)律以及流體與固體之間的相互作用，并掌握這些規(guī)律在工程實(shí)際當(dāng)中的應(yīng)用，為后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。2、通過(guò)課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)課使學(xué)生對(duì)工程實(shí)踐中有關(guān)的流體力學(xué)問(wèn)題有較廣泛而系統(tǒng)的理論知識(shí)、必要的實(shí)驗(yàn)技能和一定的分析和解決問(wèn)題的實(shí)際能力。本課程的任務(wù)：通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)掌握流體力學(xué)的基本概念，基本理論，以及水力計(jì)算的基本方法。使學(xué)生具備必要的基礎(chǔ)理論和一定的分析、解決實(shí)際工程中問(wèn)題的能力，為學(xué)習(xí)后繼專(zhuān)業(yè)課程及從事專(zhuān)業(yè)技術(shù)工作和進(jìn)行科學(xué)研究奠定必要的基礎(chǔ)。課程教學(xué)內(nèi)容及基本要求第1章緒論1.1作用于流體上的力

1.2流體的主要力學(xué)性質(zhì)

1.3牛頓內(nèi)摩擦定律

1.4流體的力學(xué)模型基本要求：了解本課程在專(zhuān)業(yè)及工程中的應(yīng)用；掌握流體主要物理性質(zhì)，特別是粘性和牛頓內(nèi)摩擦定律；作用在流體上的力；連續(xù)介質(zhì)、不可壓縮流體及理想流體的概念。第2章流體靜力學(xué)2.1流體靜壓強(qiáng)及其特性2.2流體靜壓強(qiáng)的分布規(guī)律2.3流體靜壓平衡微分方程及其積分形式2.4重力作用下流體靜壓分布規(guī)律2.5壓強(qiáng)的測(cè)量、計(jì)算與應(yīng)用2.6作用于平面的流體靜壓力2.7作用于曲面的流體靜壓力2.8重力與其它慣性力作用下的流體相對(duì)平衡基本要求：理解掌握流體靜壓強(qiáng)、等壓面的概念及其性質(zhì)；流體平衡微分方程及其在相對(duì)平衡中的應(yīng)用；掌握平面和曲面受壓力的計(jì)算方法。第3章一元流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)3.1流場(chǎng)，流動(dòng)參數(shù)3.2描述流體運(yùn)動(dòng)的兩種方法3.3流體微元和控制體3.4連續(xù)性方程3.5伯努利方程的建立及其意義3.6伯努利方程的應(yīng)用3.7一元?dú)饬鞑匠?.8動(dòng)量方程及其應(yīng)用3.9一元流動(dòng)模型3.10流線與跡線，流線方程，流線性質(zhì)基本要求：了解描述流體運(yùn)動(dòng)的兩種方法；理解建立以流場(chǎng)為對(duì)象的描述流體運(yùn)動(dòng)的概念；掌握流體微團(tuán)運(yùn)動(dòng)的基本形式；流體運(yùn)動(dòng)的微元分析法；掌握一元流動(dòng)模型的有關(guān)概念；流體運(yùn)動(dòng)的總流分析法，能綜合運(yùn)用連續(xù)性方程、總流能量方程或氣流能量方程和動(dòng)量方程計(jì)算總流問(wèn)題。第4章流動(dòng)阻力與能量損失4.1流體流態(tài)的劃分，層流與紊流，雷諾實(shí)驗(yàn)4.2圓管中的層流運(yùn)動(dòng)4.3流動(dòng)阻力與能量損失基本要求：了解納維—斯托克斯方程的建立、使用條件及求解方法；掌握管流和槽流流動(dòng)的解的推導(dǎo)過(guò)程；數(shù)值求解方法；繞流阻力和升力；懸浮速度的計(jì)算方法。第8章繞流運(yùn)動(dòng)7.1不可壓縮流體連續(xù)性方程7.2歐拉方程和能量方程7.3有旋流動(dòng)7.4渦量連續(xù)性方程，渦量守恒定律，斯托克斯定理，湯姆遜定理7.5無(wú)旋流動(dòng)與流函數(shù)7.6平面無(wú)旋流、流網(wǎng)及其性質(zhì)7.7幾種簡(jiǎn)單的平均無(wú)旋流7.8勢(shì)流的迭加7.9三元理想流體運(yùn)動(dòng)微分方程的建立及意義基本要求：勢(shì)流迭加原理；理解速度勢(shì)函數(shù)、流函數(shù)和流網(wǎng)；理解納維—斯托克斯方程及其各項(xiàng)的物理意義；不可壓縮粘性流體紊流運(yùn)動(dòng)的基本方程；有勢(shì)流動(dòng)和有旋流動(dòng)；連續(xù)性微分方程；掌握流函數(shù)、勢(shì)函數(shù)的求解方法。第9章一元?dú)怏w動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)9.1理想氣流一元恒定流動(dòng)的運(yùn)動(dòng)微分方程9.2理想氣流一元恒定流動(dòng)的連續(xù)性方程9.3理想氣流一元恒定流動(dòng)的運(yùn)動(dòng)微分方程積分：定容流動(dòng)方程，定溫流動(dòng)方程，絕熱流動(dòng)方程9.4音速，馬赫數(shù)，滯止參數(shù)，臨界參數(shù)9.5理想氣流一元恒定流動(dòng)的運(yùn)動(dòng)分析9.6絕熱管流方程的建立與應(yīng)用9.7等溫管路方程的建立與應(yīng)用基本要求：理解可壓縮流體的基本參數(shù)、流動(dòng)分類(lèi)及基本方程；熱力過(guò)程對(duì)流動(dòng)的作用；掌握漸縮噴管、拉法爾噴管斷面參數(shù)變化的規(guī)律；等熵流動(dòng)，有沿程損失的圓管等溫流動(dòng)和絕熱流動(dòng)的計(jì)算方法。第10章相似性原理與因次分析10.1力學(xué)相似原理10.2相似準(zhǔn)數(shù)10.3定性量，決定性準(zhǔn)數(shù)與被決定性準(zhǔn)數(shù)、準(zhǔn)數(shù)方程10.4相似三定理及模型律10.5相似的自?；Ｐ吐?0.6因次分析法基本要求：了解相似原理有關(guān)理論；理解力學(xué)相似概念、相似準(zhǔn)則數(shù)的物理意義及應(yīng)用；自?；Ｐ吐杉捌鋺?yīng)用。課程實(shí)踐環(huán)節(jié)內(nèi)容及基本要求序號(hào)實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)1雷諾實(shí)驗(yàn)、觀察水處于層流、紊流流動(dòng)現(xiàn)象并測(cè)量上下臨界雷諾數(shù)；2實(shí)驗(yàn)2伯努利方程測(cè)量實(shí)驗(yàn)水流動(dòng)壓、靜壓之間轉(zhuǎn)換2實(shí)驗(yàn)3靜力學(xué)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證P/r+Z為常數(shù)及油的密度2實(shí)驗(yàn)4一元流動(dòng)量方程驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)用平板法驗(yàn)證一元流動(dòng)量方程實(shí)驗(yàn)3實(shí)驗(yàn)5局部水頭損失觀測(cè)實(shí)驗(yàn)利用自循環(huán)水觀測(cè)儀觀察彎管、閥門(mén)及圓柱周?chē)牧鲃?dòng)情況3幾點(diǎn)說(shuō)明1.學(xué)習(xí)本課以前，先學(xué)高等數(shù)學(xué)，普通物理等相關(guān)課程。2.本課程詣在闡明與專(zhuān)業(yè)有關(guān)的流體力學(xué)的基本概念和基本理論，不應(yīng)過(guò)分強(qiáng)調(diào)專(zhuān)業(yè)需要而削弱基本內(nèi)容。3.參考書(shū)目蔡增基，龍?zhí)煊?，流體力學(xué)泵與風(fēng)機(jī)，中國(guó)建筑工業(yè)出版社（第四版），張兆順，崔桂香，流體力學(xué)，清華大學(xué)出版社，1999王致清，流體力學(xué)基礎(chǔ)，高等教育出版社，1987.學(xué)時(shí)分配章節(jié)主要內(nèi)容總時(shí)數(shù)學(xué)時(shí)分配講授討論實(shí)驗(yàn)實(shí)踐其它1緒論222流體靜力學(xué)883一元流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)11