《流體力學(xué)I1》教學(xué)大綱_第1頁(yè)
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1、流體力學(xué)= 2 * ROMANIIFluid Dynamics = 2 * ROMAN II一、課程基本情況課程類別:學(xué)科基礎(chǔ)課課程學(xué)分:3學(xué)分課程總學(xué)時(shí):48學(xué)時(shí),其中講課:48學(xué)時(shí),實(shí)驗(yàn)(含上機(jī)):0學(xué)時(shí),課外:0學(xué)時(shí)課程性質(zhì):必修開課學(xué)期:第3學(xué)期先修課程:大學(xué)物理、高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)適用專業(yè):大氣科學(xué)(大氣探測(cè)方向)教 材:陳海山等編著,流體力學(xué),氣象出版社,2013;余志豪等編著,流體力學(xué)(第三版),氣象出版社,2004。開課單位:大氣科學(xué)學(xué)院動(dòng)力氣象系二、課程性質(zhì)、教學(xué)目標(biāo)和任務(wù)本課程是大氣科學(xué)專業(yè)本科生的一門學(xué)科基礎(chǔ)課,是學(xué)習(xí)“天氣學(xué)原理”,“動(dòng)力氣象學(xué)、“數(shù)值天氣預(yù)報(bào)”等專業(yè)課

2、必須掌握的一門理論性、方法性較強(qiáng)的課程。該課程包括了一般流體力學(xué)的理論基礎(chǔ)以及有關(guān)地球物理流體力學(xué)的部分知識(shí),它是以流體為研究對(duì)象,是研究流體運(yùn)動(dòng)規(guī)律,以及流體與固體之間相互作用規(guī)律的一門學(xué)科。主要介紹了流體力學(xué)的基本概念、流體運(yùn)動(dòng)的基本方程、實(shí)驗(yàn)流體力學(xué)的基本原理和方法、渦旋動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、流體波動(dòng)的基本概念、旋轉(zhuǎn)流體力學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)、湍流的基本概念。通過本課程的學(xué)習(xí),要求學(xué)生掌握流體力學(xué)的基本概念、基本規(guī)律和基本方法,培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維能力,為專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和從事科研工作奠定扎實(shí)的理論基礎(chǔ)。三、教學(xué)內(nèi)容和要求第1章 流體力學(xué)的基礎(chǔ)概念(14學(xué)時(shí))(1)理解流體的物理性質(zhì)和宏觀模型;(2學(xué)時(shí))

3、(2)掌握描述流體運(yùn)動(dòng)的兩種方法;(4學(xué)時(shí))(3)掌握跡線和流線及其求解方法;(2學(xué)時(shí))(4)掌握速度分解原理,掌握渦度、散度和形變率的概念及其應(yīng)用;(6學(xué)時(shí))重點(diǎn):宏觀理論模型;描述流體運(yùn)動(dòng)兩種方法;渦度、散度。難點(diǎn):流體的加速度;渦度、散度,形變率。第2章 流體運(yùn)動(dòng)的控制方程(8學(xué)時(shí))(1)理解流體運(yùn)動(dòng)的能量方程;(2學(xué)時(shí))(2)掌握流體的連續(xù)方程;(2學(xué)時(shí))(3)掌握流體運(yùn)動(dòng)方程的建立;(4學(xué)時(shí))重點(diǎn):連續(xù)方程;質(zhì)量力和表面力;納維-斯托克斯運(yùn)動(dòng)方程;能量方程。難點(diǎn):表面力;應(yīng)力張量;能量方程。第3章 實(shí)驗(yàn)流體力學(xué)基本原理和方法(6學(xué)時(shí))(1)了解量綱分析的基本概念法(2學(xué)時(shí))(2)理解

4、流體力學(xué)的模型試驗(yàn)相似和和相似判據(jù)的概念(2學(xué)時(shí))(3)理解無(wú)量綱方程和特征無(wú)量綱數(shù);(2學(xué)時(shí))重點(diǎn):無(wú)量綱方程;特征無(wú)量綱數(shù);量綱分析。難點(diǎn):相似判據(jù)。第4章 流體渦旋動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)(6學(xué)時(shí))(1)理解有旋無(wú)旋運(yùn)動(dòng),了解速度勢(shì)函數(shù)和流函數(shù);(2學(xué)時(shí))(2)掌握速度環(huán)流定理及其應(yīng)用;(2學(xué)時(shí))(3)掌握渦度方程及其應(yīng)用;(2學(xué)時(shí))重點(diǎn):速度環(huán)流定理;渦度方程。難點(diǎn):勢(shì)函數(shù)和流函數(shù);皮葉克尼斯定理應(yīng)用。第5章 流體波動(dòng)(6學(xué)時(shí))(1)理解波動(dòng)的概念;(2)(2)掌握重力表面波方程及其求解;(4學(xué)時(shí))重點(diǎn):波動(dòng)的基本概念;重力表面波形成原因。難點(diǎn):重力表面波形成原因。第6章 旋轉(zhuǎn)流體動(dòng)力學(xué)(8學(xué)時(shí))(

5、1)理解普魯?shù)侣?泰勒定理;(2學(xué)時(shí))(2)掌握旋轉(zhuǎn)參考系中的流體運(yùn)動(dòng)方程;(2學(xué)時(shí))(3)掌握旋轉(zhuǎn)流體的無(wú)量綱方程和Rossby數(shù);(2學(xué)時(shí))(4)掌握地轉(zhuǎn)流動(dòng)的概念;(2學(xué)時(shí))重點(diǎn):旋轉(zhuǎn)流體運(yùn)動(dòng)方程;旋轉(zhuǎn)流體的無(wú)量綱方程;Rossby數(shù);地轉(zhuǎn)流動(dòng)。難點(diǎn):普魯?shù)侣?泰勒定理。四、課程考核(1)作業(yè)等:作業(yè):6-8次,課程論文:0篇;(2)考核方式:閉卷考試(3)總評(píng)成績(jī)計(jì)算方式:(平時(shí)成績(jī)10%,期中考試成績(jī)20%,期末考試成績(jī)70%等綜合計(jì)算)五、參考書目1、張兆順等編著,流體力學(xué),清華大學(xué)出版社,1999;2、吳望一編著,流體力學(xué),北京大學(xué)出版社,1983;3、王寶瑞編著,流體力學(xué),氣象出版社,1988;4、余志豪等編著,流體力學(xué)習(xí)題解,氣象出版社,1988;5、王振華,流體力學(xué)的基本理論,上海大學(xué)出版社,2002;6、Pij

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