流體力學課程教學大綱

1、流體力學課程教學大綱（36學時）（理論課程）一課程說明（一）課程概況課程中文名稱：流體力學課程英文名稱：FluidMechanics課程編碼:4210172125開課學院：土木與建筑工程學院適用專業(yè)/開課學期：土木工程/第六學期學分/周學時：2/4流體力學是一門專業(yè)發(fā)展課程，為必須課程。流體力學是高等學校土木專業(yè)的一門重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，對土木中的水利、港口、道橋等有著重要應(yīng)用，對重要工程的建設(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、大學物理、理論力學、材料力學等學科。后續(xù)課程：流體輸配管網(wǎng)、給排水工程等。（二）課程目標通過本課程的學習，使學生掌握流體靜力學、流體動力學的基本概念、基

2、本原理、基本計算方法，理解相似理論與量綱分析的一般原理，掌握流動阻力與水頭損失以及有壓管路、孔口管嘴的分析與計算方法，掌握明渠均勻流與非均勻流的計算方法，理解堰流、閘孔出流、滲流、紊流射流與紊流擴散的基本概念與原理，并使同學們掌握一定的流體力學實驗技術(shù)，學會分析、解決實際問題的方法，為學習專業(yè)課、從事技術(shù)工作、獲取新知識和進行科學研究打下基礎(chǔ)。（三）學時分配章（專題）主要內(nèi)容理論學時實驗實踐學時1A章緒論22第二章流體靜力學63第三章流體運動學44第四章流體動力學基礎(chǔ)65第五章流動阻力與水頭損失46第六章孔口、管嘴出流和有壓管流47第七章明渠流動78第八章堰流3總計36教學方法和手段教學中進行

3、理論講解，然后通過習題鞏固；并通過對習題的認真講解，達到學生對知識的理解與運用。用圖較多，且涉及很多流動現(xiàn)象及工程實踐，故采用多媒體的教學手段。三教學內(nèi)容第1章緒論（2學時）一、教學目標通過本章的學習，使學生了解流體力學的任務(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性質(zhì)以及作用在流體上的力的兩種形式。二、教學重、難點本章重點：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：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、實踐要求無。五、練習作業(yè)習

4、題練習。第2章流體靜力學（6學時）一、教學目標通過本章的學習，使學生理解靜水壓強的特性、液體平衡微分方程，掌握水靜力學的基本方程、壓強的測量（相對壓強），最終能熟練計算作用在平面、曲面上的靜水總壓力及總壓力的大小、方向和作用點。二、教學重、難點本章重點：靜水壓強的特性、液體平衡微分方程、水靜力學的基本方程、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。本章難點：液體平衡微分方程、壓差計、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)重力場中流體靜壓強的分布規(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、實踐要

5、求無。五、練習作業(yè)習題練習。第3章流體運動學（4學時）一、教學目標通過本章的學習，使學生了解描述流體運動的兩種方法，理解連續(xù)性微分方程、理想液體運動微分方程、實際流體的運動微分方程，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、教學重、難點本章重點：連續(xù)性微分方程，理想液體運動微分方程，總流連續(xù)性方程，有旋流動和無旋流動。本章難點：連續(xù)性微分方程。三、主要內(nèi)容第一節(jié)流體運動的描述第二節(jié)歐拉法的基本概念第三節(jié)連續(xù)性方程第四節(jié)流體微團運動分析四、實踐要求無。五、練習作業(yè)習題練習。第4章流體動力學基礎(chǔ)（6學時）一、教學目標通過本章的學習，使學生理解元流和總流伯努利方程的物理

6、意義和幾何意義，理解并掌握流體運動微分方程、元流的伯努利方程、恒定總流的伯努利方程、恒定總流的動量方程、無粘性流體的無旋流動。二、教學重、難點本章重點：流體運動微分方程、恒定總流的伯努利方程、恒定總流的動量方程、無粘性流體的無旋流動。本章難點：流體的運動微分方程、元流的伯努利方程、恒定總流動量方程。三、主要內(nèi)容第一節(jié)流體的運動微分方程第二節(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)恒定總流的動量方程第五節(jié)無粘性流體的無旋流動四、實踐要求無。五、練習作業(yè)習題練習。第5章流動阻力與水頭損失（4學時）、教學目標通過本章的學習，使學生了解實際液體的兩種流動型態(tài)，流動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算方法。二、教學重、難點本章重點：實際液體的兩種流動型態(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算，局部水頭損失的計算。本章難點：圓管層流與紊流的流速分布，紊流沿程阻力系數(shù)的計算。三、主要內(nèi)容第一節(jié)流動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)圓管中的層流運動第五節(jié)紊流運動第六節(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、實踐要求無。五、練習作業(yè)習題練習。第6章孔口、管嘴出流和有壓管流（4學時）一、教學目標通過本章的學習，使學生了解恒定孔口出流、管嘴出流、非恒定孔口管

8、嘴出流的流量計算公式;掌握短管、簡單長管、串聯(lián)并聯(lián)長管、沿程均勻泄流的水力計算方法，理解有壓管路中水擊產(chǎn)生的原因。二、教學重、難點本章重點：恒定孔口出流、管嘴出流、非恒定孔口管嘴出流的流量計算，短管、長管的水力計算。本章難點：串聯(lián)、并聯(lián)長管的水力計算。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)短管的水力計算第四節(jié)長管的水力計算第五節(jié)有壓管道中的水擊四、實踐要求無。五、練習作業(yè)習題練習。第7章明渠流動（7學時）一、教學目標通過本章的學習，使學生理解水力最優(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

9、狀態(tài)的判別方法，能進行水面曲線的分析與繪制。二、教學重、難點本章重點：明渠均勻流的基本計算公式及水力計算，水力最優(yōu)斷面及允許流速，無壓圓管均勻流的水力計算。斷面單位能量、臨界水深、恒定明渠流其流動狀態(tài)的判別方法，水面曲線的分析與繪制。本章難點：水力最優(yōu)斷面條件，無壓圓管均勻流水力計算。臨界水深、恒定明渠流其流動狀態(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、實踐要求無。五、練習作業(yè)習題練習。第8章堰流（3學時）一、教學目標通過本章的學習，使學生了解薄壁堰、實用堰、寬頂堰的基本功能與用途。二、教學重、難點本章重點：堰是如何分類的。本章難點：堰的流量系數(shù)的計算。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)薄壁堰和實用堰溢流四、實踐要求無。五、練習作業(yè)習題練習。四考核辦法（一）考核方式：閉卷（二）評分辦法：平時成績占50%,期末考核占50%。五教材及主要參考書目（一）教材