《流體力學A》課程教學大綱（本科）

1、流體力學A(Fluid Mechcinics A)課程代碼：02410011學分：4.5學時：72 （其中：課堂教學學時：64 實驗學時：8 上機學時：0 課程實踐學時：0 ）先修課程：高等數(shù)學、大學物理等適用專業(yè)：能源與動力工程等專業(yè)教材：流體力學；羅惕乾；機械工業(yè)出版社；第四版一、課程性質(zhì)與課程目標（一）課程性質(zhì)（需說明課程對人才培養(yǎng)方面的貢獻）本課程是能源與動力工程（流體機械及工程）專業(yè)的一門主要的專業(yè)基礎課。改為課程的主要 任務是使學生掌握流體運動的一般規(guī)律和有關的基本概念、基本原理、基本方法和定的數(shù)值計算 機實驗技能，注意培養(yǎng)學生較好地分析和解決本專業(yè)涉及流體力學問題的能力，為學習專

2、業(yè)課程、 從事專業(yè)技術工作或進行科學研究打下堅實的基礎。（二）課程目標（根據(jù)課程特點和對畢業(yè)要求的貢獻，確定課程目標。應包括知識目標和能力 目標。）課程目標1：通過各個教學環(huán)節(jié)，運用各種教學手段和方法，使學生正確理解流體力學中的 基本概念和流體流動特征，明確理想流體與粘性流體的區(qū)別，量綱分析和相似理論對實驗的指導意 義，掌握基礎的機翼理論與葉柵理論，熟練應用連續(xù)性方程、伯努利方程、動量方程等基本方程。課程目標2：培養(yǎng)學生掌握一定的實驗技能與方法，并具有測量流動參數(shù)、分析實驗數(shù)據(jù)和 編寫實驗報告的能力，具備應用流體力學知識分析、解決實際問題的能力，為后續(xù)專業(yè)課的學習和 將來從事科學研究和專業(yè)技術

3、工作打下良好基礎。二、課程內(nèi)容與教學要求第一章緒論結(jié)果進行分析的能力，最后按10%計入課程總成績。期末考試試卷題型包括判斷題、選擇 題、填空題、簡答題和綜合分 析應用題等，以卷面成績的 80%計入課程總成績。其中考 核基礎知識型題目占60%, 考核流體流動問題綜合分析 與險證的能力題目占40%o80%注：1.分學期設置和考核的課程應按學期分別填寫上表。.考核形式主要包括課堂表現(xiàn)、平時作業(yè)、階段測試、期中考試、期末考試、大作業(yè)、小 論文、項目設計和作品等。.考核要求包括作業(yè)次數(shù)、考試方式（開卷、閉卷）、項目設計要求等。4.考核權(quán)重指該考核方式或途徑在總成績中所占比重。六、參考書目及學習資料（書名

4、，主編，出版社，出版時間及版次）1、流體力學，張也影，高等教育出版社，2000年8月第2版2、工程流體力學，聞建龍，機械工業(yè)出版社，2011年8月第1版3、流體力學、水力學題解，莫乃榕，槐文信，華中科技大學出版社，2002年1月第1版七、大綱說明（內(nèi)容可包括課程基本要求、習題要求及其它一些必要的說明）實驗包括流動演示實驗、平面靜水總壓力實驗、雷諾實驗、沿程損失實驗、伯努利方程驗證實 驗、動量方程驗證實驗、孔口與管嘴實驗等。習題以教材課后習題為主。2017年9月18日（一）課程內(nèi)容1、連續(xù)介質(zhì)模型2、作用在流體上的力3、流體的粘性及牛頓內(nèi)摩擦定律4、流體的物理性質(zhì)（二）教學要求1、理解流體微團及

5、質(zhì)點的概念、連續(xù)介質(zhì)模型及建立的條件；2、了解作用在流體上的力（質(zhì)量力和表面力）；3、理解粘性的概念，掌握牛頓內(nèi)摩擦定律；4、掌握流體的慣性、壓縮性、膨脹性等主要物理性質(zhì)。（三）重點與難點1.重點連續(xù)介質(zhì)假設、流體的粘性2,難點連續(xù)介質(zhì)假設第二章流體運動學基礎（一）課程內(nèi)容1、研究流體運動的兩種方法2、流體流動的基本概念3、連續(xù)性方程4、流體微團的運動分析（二）教學要求1、了解研究流體運動的兩種方法，理解描述流體流動的基本概念。2、掌握并應用連續(xù)性方程；3、理解流體微團的運動和變形；（三）重點與難點.重點連續(xù)性方程2.難點連續(xù)介質(zhì)假設第三章流體力學的基本方程（一）課程內(nèi)容1、理想流體運動微分方

6、程2、流體靜力學3、伯努利方程4、動量方程和動量矩方程（二）教學要求1、掌握并應用伯努利方程、動量方程，并能熟練應用于求解工程實際問題，了解動量矩方 程及其應用；2、掌握流體靜壓強的分布規(guī)律及其測量和表示方法、流體平衡微分方程，熟練應用平面和 曲面上總壓力的計算方法。（三）重點與難點（若不單獨列出，需在教學要求中適當注明）.重點伯努利方程、動量方程、平面和曲面上流動總壓力的計算.難點伯努利方程、動量方程第四章管路、孔口、管嘴的水力計算（一）課程內(nèi)容1、黏性流體的兩種流動狀態(tài)2、圓管的層流運動3、圓管的湍流運動4、流動阻力與能最損失5、管路的水力計算6、管路中的水擊7、孔口與管嘴出流（二）教學要

7、求1、理解層流與湍流兩種流態(tài)的特征，掌握沿程損失與管內(nèi)平均流速的關系；2、掌握沿程損失和局部損失的計算方法，明確簡單管路與長管水力計算的區(qū)別；3、了解水擊的概念、過程及防止方法；4、了解孔口與管嘴流動特點，掌握孔口與管嘴出流流速與流量的計算。（三）重點與難點（若不單獨列出，需在教學要求中適當注明）1.重點管路水力計算方法2.難點針對簡單管路、長管、孔口與管嘴不同的流體流動問題，沿程損失、局部損失計算的不 同的處理方法第五章相似理論與量綱分析（一）課程內(nèi)容1、相似理論2、量綱分析（二）教學要求1、掌握力學相似理論，明確近似模型法的應用，具備應用相似理論設計實驗模型的能力；2、掌握瑞利法、白金漢定

8、理法兩種量綱分析方法，具有應用量綱分析對實驗參數(shù)進行初步 分析，明確量綱分析與實驗數(shù)據(jù)采集及處理的指導意義；3、了解風洞設備及實驗技術。（三）重點與難點.重點力學相似、量綱分析.難點近似模型法、單位與量綱的區(qū)別、量綱和諧性原理第六章流動測量與顯示技術（一）課程內(nèi)容1、壓強的測最2、流速的測量3、流量的測量4、流動顯示技術（二）教學要求1、了解機械式、液柱式、電測式壓強計的特點及應用；2、掌握畢托管流速測吊原理，了解PIV、PDPA、LDA測速原理及應用；3、掌握文丘里管流量測量原理，了解渦輪流量計、電磁流量計、轉(zhuǎn)子流量計的工作原理及 應用；4、掌握高速攝影儀工作原理，了解染色法、煙氣法等流動顯

9、示技術。（三）重點與難點.重點畢托管、文丘里管、高速攝影儀的工作原理.難點畢托管、文丘里管實際測量應用第六章理想流體動力學（一）課程內(nèi)容1、平面勢流2、速度勢函數(shù)與流函數(shù)3、復勢與復速度4、幾種基本的平面勢流5、勢流的疊加6、圓柱體繞流（二）教學要求1、明確勢函數(shù)、流函數(shù)的特點；2、理解基本平面勢流的勢函數(shù)、流函數(shù)及復勢函數(shù)，掌握勢流疊加原理；3、掌握圓柱體無環(huán)量、有環(huán)量繞流流動特征及應用復勢函數(shù)進行流場平面勢流分析的方法。（三）重點與難點（若不單獨列出，需在教學要求中適當注明）.重點勢流疊加，圓柱體無環(huán)量、有環(huán)量繞流流動分析.難點勢流疊加，圓柱體無環(huán)量、有環(huán)量繞流流動分析第七章粘性流體動力學

10、基礎（一）課程內(nèi)容1、粘性流體運動的納維-斯托克斯方程2、簡單邊界條件下納維-斯托克斯方程的精確解3、邊界層的概念4、邊界層方程組及邊界條件5、邊界層的分離與減阻6、雷諾方程及雷諾應力（二）教學要求1、掌握納維-斯托克斯方程及其簡單邊界條件下的求解方法；2、理解邊界層的概念及邊界層內(nèi)流動特點，掌握邊界層方程組及邊界條件；3、了解邊界層分離的必要條件及防止邊界層分離的方法與途徑；4、了解雷諾方程，掌握雷諾應力及混合長理論。（三）重點與難點（若不單獨列出，需在教學要求中適當注明）.重點納維-斯托克斯方程及其求解，邊界層方程組，雷諾方程及雷諾應力、邊界層概念、邊 界層的分離.難點納維-斯托克斯方程及

11、其求解，邊界層方程組，雷諾方程及雷諾應力第十二章機翼理論與葉柵理論基礎（一）課程內(nèi)容1、機翼升力原理2、機翼與翼型的幾何參數(shù)3、翼型的空氣動力特性4、儒科夫斯基翼型與保角變換法5、奇點分布法6、有限翼展機翼簡述7、葉柵概述8、葉柵特征方程（二）教學要求1、理解機翼升力原理、升力與邊界層分離的關系；2、理解翼型的幾何參數(shù)，如翼弦、中線等；3、理解翼型空氣動力特性表示方法；4、了解保角變換法和奇點分布法的應用；5、了解有限翼展機翼動力學特性：6、理解葉柵幾何參數(shù)，了解葉柵特征方程。（三）重點與難點.重點機翼升力原理、翼型幾何參數(shù)、葉柵幾何參數(shù)、翼型空氣動力學特性.難點保角變換法、奇點分布法三、本課

12、程開設的實驗項目（如課程不含實驗，該項可不填）編號實驗項目名稱學時類型要求支撐的課程目標1自循環(huán)靜水壓強傳遞演示實驗等16臺套演示實險2演示性必做課程目標12平面靜水總壓力實驗1驗證性選做課程目標1、23伯努利方程驗證實臉1驗證性必做課程目標1、24動量方程臉證實臉1驗證性必做課程目標1、25雷諾實驗1驗證性必做課程目標1、26管道沿程阻力系數(shù)測定實驗1驗證性選做課程目標1、27孔口與管嘴出流實臉1驗證性選做課程目標1、28翼型空氣動力學特性測定實臉1驗證性選做課程目標1、2注：1. “類型”填驗證性、綜合性、設計性等；“要求”填必做、選做。實驗1：自循環(huán)靜水壓強傳遞演示實驗等16臺套演示實驗

13、本實驗為演示實驗，主要現(xiàn)場演示自循環(huán)靜水壓強傳遞演示實驗、平面總壓力實驗、流體流動 演示系列實驗、空化實驗、雷諾實驗、風洞演示實驗、畢托管測速實驗實驗、孔口與管嘴流動特性 演示實驗、虹吸現(xiàn)象演示實驗、流線流譜顯示實驗等，講解基本結(jié)構(gòu)、原理及使用方法，通過本實 驗使學生對流體流動特征有直觀的理解，加深課程基本概念的認識。實驗2：平面靜水總壓力實驗1）測定矩形平面上的靜水總壓力；2）驗證平面上靜水總壓力的計算公式。實驗3：伯努利方程驗證實驗1）驗證流體恒定總流的能量方程；2）通過實驗分析，掌握有壓管流中的能量轉(zhuǎn)換特性：3）學會壓強、流速、流量等的測量，掌握繪制測壓管水頭線和總水頭線的方法。實驗4：

14、動量方程驗證實驗1）驗證不可壓縮流體恒定總流的動量方程，進一步理解動量方程的物理意義；2）通過對動量與流速、流量、出射角度、動量矩等的分析，進一步掌握流體動力學的動量 守恒特性；了解活塞式動量方程實驗臺原理及構(gòu)造，進一步啟發(fā)與培養(yǎng)創(chuàng)造性思維的能力。實驗5：雷諾實驗1）觀察液體流動時層流和紊流現(xiàn)象，加深時雷諾數(shù)的理解；2）測定有色液體在管中不同狀態(tài)下的雷諾數(shù)；3）通過對有色液體在管中不同狀態(tài)的分析，加深對管流不同流態(tài)得了解。實驗6：管道沿程阻力系數(shù)測定實驗D掌握管道沿程阻力系數(shù)的測量和用氣-水差壓計及電差壓計測壓差的方程；2）加深理解圓管層流和紊流的沿程損失隨平均流速變化的規(guī)律；3）繪出入-Re

15、曲線并與莫迪圖作對比，分析其合理性，提高對實驗成果的分析能力。實驗7：孔口與管嘴出流實驗1）掌握測定薄壁孔口與管嘴出流的斷面收縮系數(shù)、流量系數(shù)、流速系數(shù)、局部阻力系數(shù)的 測量方法；2）觀察孔口及管嘴自由出流的水力現(xiàn)象，并通過不同管嘴與孔口的流量系數(shù)測量分析，了 解進口形狀對過流能力的影響及相關水力要素對孔口出流能力的影響。實驗8：翼型空氣動力學特性測定實驗1）測量二元翼型的氣動力，加深對二元翼型表面壓強分布和氣動特性的認識：2） 了解使用工業(yè)控制機對風洞及模型姿態(tài)角控制和信號采集及處理的基本方法。四、學時分配及教學方法章（按序填寫）教學形式及學時分配主要教學方法支撐的課程目標課堂 教學實驗上 機課程 實踐小 計第一章426講授法、演示法課程目標1第二章66講授法課程目標1第三章10313講授法、討論法課程目標1、2第四章10313講授法、研究型教學 方法課程目標1、2第五章44講授法課程目標1第六章66講授法、討論法課程目標1、2第七章88講授法、研究型教學 方法課程目標1、2第八章88講授法課程目標1第十二章88講授法、研究型教學 方法課程目標1、2合計64872注：1.課程實踐學時按相關專業(yè)培養(yǎng)計劃列入表格；2.主要教學方法包括講授法、討論法、