《流體力學基礎(chǔ)》課程教學大綱

1、流體力學基礎(chǔ)課程教學大綱課程英文名稱：Elementary Fluid Mechanics課程編號：133991630課程類別：專業(yè)課課程性質(zhì)：選修課學 分： 2學 時：32（其中：講課學時：32 實驗學時：0 上機學時:0 ）適用專業(yè)： 采礦工程開課部門： 環(huán)境與資源學院礦業(yè)工程系一、課程教學目的和課程性質(zhì)流體力學基礎(chǔ)是高等院校采礦工程專業(yè)的專業(yè)選修課程，是為培養(yǎng)和檢驗學生流體力學的基本理論知識和應用能力而設置的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。該課程內(nèi)容包括流體靜力學和流體動力學兩部分，新概念多，內(nèi)容繁復，涉及后續(xù)專業(yè)課程，是廣大學生順利完成采礦工程本科學業(yè)和今后繼續(xù)深造的重要基礎(chǔ)。本課程是以高等數(shù)

2、學、大學物理等為基礎(chǔ)的后繼課程，在高等學校教學計劃中起到從自然學科到應用學科的搭橋作用，是一門理論與實踐緊密聯(lián)系的學科。二、本課程與相關(guān)課程的關(guān)系先修課程包括：高等數(shù)學、大學物理、工程力學等。先修課程主要為該課程提供必要的物理和數(shù)學方面的知識基礎(chǔ)。后續(xù)課程有礦井通風與安全、采礦畢業(yè)設計等。該課程可為后續(xù)課程提供流體力學基礎(chǔ)，培養(yǎng)學生具有對一般流動問題的分析和計算能力，能夠運用流體力學知識解決工程設計問題。三、課程的主要內(nèi)容及基本要求（一）理論學時部分第1單元 緒論 （ 2 學時）知 識 點流體力學定義、任務、單位制，流體的主要力學性質(zhì)，作用于流體的表面力和質(zhì)量力，流體的力學模型重 點作用于流體

3、的表面力和質(zhì)量力難 點流體的力學模型基本要求1、識 記：流體，力學單位，表面力，質(zhì)量力等概念 2、領(lǐng) 會：流體力學模型的建立條件 3、簡單應用：會進行正壓、負壓、真空度和絕對壓強的換算 4、綜合應用：能夠應用流體的主要力學性質(zhì)進行分析計算第2單元 流體靜力學 （ 6 學時）知 識 點流體靜壓強特性，液體平衡微分方程及其積分，等壓面，重力作用下液體靜壓強，靜止流體的等壓面、分界面、等密面、等溫面，壓強計算基礎(chǔ)，量度單位，壓強測定，作用于平面上的液體壓力，作用于曲面上的液體壓力，流體平衡微分方程，流體的相對平衡重 點流體靜壓強特性，重力作用下液體靜壓強，作用于平面上的液體壓力，流體平衡微分方程難

4、點作用于曲面上的液體壓力，流體的相對平衡基本要求1、識 記：流體靜壓強的概念及其兩大特性，等壓面的概念，學會分析等壓面2、領(lǐng) 會：流體平衡微分方程，各種液柱式測壓計的結(jié)構(gòu)、測壓原理及使用范圍3、簡單應用：流體靜力學基本方程式及其物理意義 4、綜合應用：會用解析法進行靜止液體作用在平面和曲面上的總壓力計算，流體的相對平衡時靜壓強的計算。第3單元 一元流體動力學基礎(chǔ) （ 8 學時）知 識 點描述流體運動的拉各朗日法和歐拉法，恒定流動和非恒定流動，流線和軌線，一元流動模型，恒定元流與總流連續(xù)性方程，恒定元流能量方程，斷面壓強分布，漸變流和急變流，恒定總流能量方程，氣流能量方程，總流動量方程式重 點恒

5、定元流能量方程, 恒定總流能量方程，氣流能量方程，總流動量方程式難 點恒定元流能量方程, 恒定總流能量方程，氣流能量方程，總流動量方程式基本要求1、識 記：了解描述流體運動的拉格朗日方法和歐拉法，理解流體運動的分類和基本概念，流線和軌線，漸變流和急變流2、領(lǐng) 會：測壓管水頭線、總水頭線繪制方法和水力坡度的概念，一元流動模型和斷面壓強分布3、簡單應用： 熟練掌握恒定總流連續(xù)性方程的形式，會利用連續(xù)性微分方程判斷流動的連續(xù)性4、綜合應用：熟練掌握恒定總流動量方程、能量方程和連續(xù)方程的聯(lián)合運用第4單元 流動阻力和能量損失 （ 6 學時）知 識 點流動阻力和能量損失的兩種形式，均勻流動方程式，層流和紊

6、流，雷諾數(shù)和臨界雷諾數(shù)，圓管層流運動，紊流運動要素的脈動，瞬時值，時均值，雷諾應力，混合長度假設，層流底層，尼古拉池實驗，阻力系數(shù)分區(qū)，紊流半經(jīng)驗公式，非圓關(guān)的沿程損失，當量直徑，局部水頭損失的一般分析重 點流動阻力和能量損失的兩種形式，尼古拉池實驗，阻力系數(shù)分區(qū)，雷諾數(shù)和臨界雷諾數(shù)難 點混合長度假設，局部水頭損失的一般分析基本要求1、識 記：理解雷諾數(shù)的物理意義，掌握液體流動的兩種流態(tài)（層流、紊流）和判別標準2、領(lǐng) 會：理解流動阻力與能量損失的分類和產(chǎn)生的原因，了解紊流流速分布與層流分布的區(qū)別和原因3、簡單應用：理解圓管層流的流速分布規(guī)律，掌握層流流速分布和沿程阻力系數(shù)的推導4、綜合應用：掌

7、握尼古拉茲實驗和沿程阻力系數(shù)的變化規(guī)律，包括尼古拉茲實驗曲線的分區(qū)，紊流各區(qū)沿程阻力系數(shù)與雷諾數(shù)和相對粗糙度的關(guān)系第5單元 孔口、管嘴和管路流動 （ 4 學時）知 識 點薄壁小孔口自由出流，流速系數(shù)，收縮系數(shù)和流量系數(shù)，流體淹沒出流，圓柱形外管嘴出流，簡單管流公式，管路的串連和并聯(lián)，管網(wǎng)計算基礎(chǔ)，有壓管路中的水擊重 點簡單管流公式，管路的串連和并聯(lián)，管網(wǎng)計算基礎(chǔ)難 點管網(wǎng)計算基礎(chǔ)基本要求1、識 記：孔口、管嘴出流的有關(guān)概念，了解水擊現(xiàn)象2、領(lǐng) 會：孔口與管嘴出流流量計算，測壓管水頭線與總水頭線的繪制3、簡單應用：簡單管流公式，管路的串連和并聯(lián)4、綜合應用：管網(wǎng)的水力計算第6 單元 一元氣體動力

8、學基礎(chǔ) （ 4 學時）知 識 點音速、滯止參數(shù)、馬赫數(shù)，氣體一元恒定流動的連續(xù)性方程，等溫管路中的流動，絕熱管路中的流動重 點理想氣體一元恒定流動的運動方程，氣體一元恒定流動的連續(xù)性方程難 點音速，馬赫數(shù)，滯止參數(shù)等概念；等截面圓管等溫和絕熱流動參量變化的定性關(guān)系?；疽?、識 記：音速、滯止參數(shù)、馬赫數(shù)2、領(lǐng) 會：等溫管路中的流動和絕熱管路中的流動3、簡單應用：音速，馬赫數(shù)，滯止參數(shù)的計算4、綜合應用：理想氣體一元恒定流動的運動方程第7單元 相似性原理和量綱分析 （ 2 學時）知 識 點相似原理，幾何相似、運動相似、動力相似，相似準則數(shù)，量綱分析法，定理重 點量綱分析法，定理難 點定理基本

9、要求1、識 記：理解相似原理，掌握幾何相似、運動相似、動力相似的概念2、領(lǐng) 會：相似準則，理解重力相似準則和粘性力相似準則3、簡單應用：量綱分析的意義和量綱和諧原理4、綜合應用：定理的應用學時分配 知識單元理論學時第1單元 緒論2第2單元 流體靜力學6第3單元 一元流體動力學基礎(chǔ)8第4單元 流動阻力和能量損失6第5單元 孔口、管嘴和管路流動4第6單元 一元氣體動力學基礎(chǔ)4第7單元 相似性原理和量綱分析2合計32四、教學方法與手段1、堅持理論聯(lián)系實際的教學方法，理論教學要結(jié)合學生實例觀察分析、課堂討論等教學形式，努力降低學生接受知識的難度，不斷提高學生發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的能力。2、堅持傳統(tǒng)教學

10、手段與現(xiàn)代教學手段相結(jié)合，教學內(nèi)容安排要突出重點和難點，積極應用多媒體教學技術(shù)，盡可能把抽象的理論轉(zhuǎn)化為具體的圖像，使復雜的理論變得簡單、直觀，力求化難為易，努力提高學生的學習興趣。3、注重應用啟發(fā)式教學，引導學生積極思考問題、分析問題，拓展學生的思維。4、注重課后練習，大力培養(yǎng)學生動腦、動手、獨立解決問題的能力。五、考核要求、方式與成績評定考核要求：需覆蓋各章節(jié)全部教學內(nèi)容 考核形式：考試成績評定：采用結(jié)構(gòu)評分制，主要由課堂聽課效果（出席聽課和課堂討論）、作業(yè)完成情況、期末書面筆試成績占組成。分數(shù)比例為：課堂聽課效果*10%+作業(yè)完成情況*10%+期末書面筆試成績*80%六、選用教材、講義和主要參考書1.選用教材流體力學泵與風機，蔡增基 編著，中國建筑工業(yè)出版社，2013年6月。2.主要參考書工程流體力學，杜廣生 編著，中國電力出版社，2007年1月流體力學（第2版），劉鶴年，中國建筑工業(yè)出版社，2004年7月流體力學泵與風機（第3版），周謨?nèi)?，中國建筑工業(yè)出版社，1994年1月流體力學與流體機械，