《工程流體力學(1)》課程教學大綱

1、PAGE PAGE - 5 -本科生課程大綱課程名稱工程流體力學Engineering Fluid Mechanics課程代碼081202101217課程屬性學科基礎課時/學分48/3課程性質必修實踐學時4責任教師 課外學時課程屬性：公共基礎/通識教育/學科基礎/專業(yè)知識/工作技能，課程性質：必修、選修課程介紹1.課程描述：工程流體力學是輪機工程專業(yè)的必修課，是學生學習后續(xù)專業(yè)課程和從事本專業(yè)相關的技術及科學研究工作的理論基礎。主要內容包括流體平衡和流動的基本規(guī)律，流體繞過物體或流過某種通道時的速度分布、壓強分布、能量損失及流體同固體間的相互作用，培養(yǎng)學生應用流體力學知識解決工程實際問題的能力

2、。2.設計思路：本課程具有廣泛的工程應用背景，教學中應注意貫徹理論聯(lián)系實際的教學原則。通過本課程的學習，使學生理解掌握課程要求的基本理論和實驗技能，能運用流體力學基本原理和方法解決工程實際中的流動問題，具有正確進行分析和計算的能力。在教學中要處理好一般內容與重點內容的關系，學生學完本課程后應具備下列幾方面的知識和技能：（1）正確理解流體的一些基本概念及其物理意義。（2）掌握流體靜力學的基本理論及其應用。（3）掌握流體運動學的基本概念和動力學的基本方程，并能熟練運用連續(xù)方程、能量方程、動量方程解決工程實際問題。（4）熟練掌握流場的速度勢函數(shù)和流函數(shù)，并能運用其描述流場，了解平面勢流的疊加。（5）

3、掌握邊界層的基本概念和曲面邊界層分離原因，熟悉黏性流體繞過物體的流動。（6）掌握黏性流體總流的伯努利方程的意義及適用條件，掌握沿程損失和局部損失的計算和實驗測量方法，能熟練運用伯努利方程和損失計算方法解決工程實際問題。(7) 掌握氣體一維流動的基本概念和基本方程及其在工程實際中的應用。 3. 課程與其他課程的關系：先修課程：高等數(shù)學 理論力學后續(xù)課程：傳熱學二、課程目標通過本課程的學習，使學生掌握流體平衡、運動、能量轉換的一般規(guī)律和有關的基本概念與基本理論，學會必要的流體力學分析計算方法和一定的實驗技能，培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力以及創(chuàng)新能力，為專業(yè)課的學習、解決工程中的流體力學問題、獲

4、取新知識和進行科學研究提供必須的基礎知識和理論基礎。學習要求1.按時上課，課前認真預習，上課認真聽講，積極參與課堂討論，課后應及時進行練習，以加深對所學內容的理解。2.本課程涉及內容多，需要培養(yǎng)綜合解決問題的能力，必須通過作業(yè)來加深對教材內容的理解、掌握和運用。學生必須獨立、按時完成課外作業(yè)，作業(yè)完成情況作為評定成績的一部分。3本課程實驗環(huán)節(jié)，要求學生認真參與并按要求填寫實驗報告，實驗完成情況作為評定成績的一部分。四、教學進度序號專題或主題計劃課時主要內容概述實驗實踐內容或課外練習等1緒論4流體力學的研究內容和方法流體力學的發(fā)展簡史及工程應用流體的定義及特征流體的連續(xù)介質模型流體的密度 相對密

5、度 比容流體的壓縮性和膨脹性流體的黏性流體的表面性質作用在流體上的力2流體靜力學6流體靜壓強及其特征歐拉平衡微分方程 等壓面 力函數(shù)重力場中流體的平衡液體的相對平衡靜止液體作用在固體壁面上的總壓力液體作用在浮體和潛體上的總壓力3流體動力學基礎8流體運動的描述方法流動的類型流體動力學的基本概念系統(tǒng) 控制體 輸運公式連續(xù)性方程動量方程和動量矩方程能量方程伯努利方程及其應用流線法線方向速度和壓強的變化能量方程實驗4相似原理和量綱分析4流動的力學相似動力相似準則流動相似條件近似模型試驗量綱分析法5黏性流體的一維流動6黏性流體總流的伯努利方程黏性流體管內流動的兩種損失黏性流體的兩種流動狀態(tài)管道進口段中黏

6、性流體的流動圓管中的層流流動黏性流體的紊流流動沿程損失的實驗研究局部損失管道的水力計算孔口管嘴出流水擊現(xiàn)象空化和空蝕簡介雷諾實驗6氣體的一維定常流動6氣體一維流動的基本概念微小擾動在空氣中的傳播氣體一維定常流動的基本方程氣體的三種狀態(tài)和速度系數(shù)氣流參數(shù)和通道截面之間的關系噴管流動的計算和分析實際氣體在管道中的定常流動7理想不可壓縮流體的有旋流動和無旋流動6流體流動的連續(xù)性方程流體微團的運動分析有旋流動和無旋流動理想流體運動微分方程式 歐拉積分和伯努利積分理想流體的漩渦運動二維漩渦的速度和壓強分布速度勢和流函數(shù)幾種簡單的平面勢流簡單平面勢流的疊加流體繞過圓柱體的流動均勻等速流繞圓柱體有環(huán)流的流動

7、葉柵的庫塔儒可夫斯基公式庫塔條件8黏性流體繞物體的流動6不可壓縮黏性流體的運動微分方程蠕流邊界層的概念平面層流邊界層的微分方程邊界層的動量積分關系式邊界層的位移厚度和動量損失厚度平板邊界層流動的近似計算邊界層的分離與卡門渦街物體的阻力與減阻自由淹沒射流9膨脹波和激波2膨脹波激波正激波前后的參數(shù)關系斜激波激波的反射與相交拉瓦爾噴管內的正激波五、參考教材與主要參考書1.工程流體力學. 杜廣生主編. 中國電力出版社，2007年8月第一版.2.工程流體力學. 陳卓如主編. 高等教育出版社，2013年第3版.3.工程流體力學.周云龍、洪文鵬主編.中國電力出版社.2006年8月第3版六、成績評定（一）考核方式 A ：A.閉卷考試 B.開卷考試 C.論文 D.考查 E.其他（二）成績綜合評分體系： 成績綜合評分體系比例%1.課下作業(yè)、課堂討論及平常表現(xiàn)202.實驗報告103.期末考試成績70總計100七、學術誠信學習成果不