完整版工程流體力學教案

授課時間班級 授課順序 第1次課課題緒論、流體的物理性質(zhì)目的要求1、了解流體力學工程與歷史背景；2、了解流體力學的研究方法；3、明確理解流體的概念及連續(xù)介質(zhì)假設(shè)、流體的主要物理參數(shù)；4、掌握牛頓內(nèi)摩擦定律.教學內(nèi)容要占八、、1、 工程流體力學的研究任務(wù)和研究方法2、流體的概念及連續(xù)介質(zhì)假設(shè)3、流體的主要物理參數(shù)4、流體的粘性工一■—重點：流體的概念及連續(xù)介質(zhì)假設(shè)、流體的粘性、牛頓內(nèi)摩擦定律.J2T1任J27難點：連續(xù)介質(zhì)假設(shè)、牛頓內(nèi)摩擦定律.

通過經(jīng)典力學的知識引入本門課程,結(jié)合大量的實例講解流體力學的開展過程及其重要性,增加學生對本課程的學習積極性.本此課以講述為主,結(jié)合多媒體手段.教學思路教學思路與教法設(shè)計工程流體力學的研究任務(wù)和研究方法講清工程流體力學的研究對象、研究內(nèi)容、開展歷程和研究方法,重點介紹流體力學的開展歷程和研究方法.說明工程流體力學在工程實踐中的具體應(yīng)用范圍, 有重點地介紹流體力學新的開展方向及在生產(chǎn)生活中的作用.〔20分鐘〕通過與固體力學的比擬,引出流體力學各物理參數(shù)的概念,以及連續(xù)介質(zhì)假設(shè)和牛頓內(nèi)摩擦定律.把抽象的概念具體化. 彳0：玄右卜"今R/4寺/S山儂也首先介紹流體的概念,并對物質(zhì)的根本屬性進行總結(jié),突出介紹流體與固體之間的差異所在.〔8分鐘〕講清流體質(zhì)點概念、流體連續(xù)介質(zhì)模型的主要物理意義.〔12分鐘〕流體的密度、重度、比體積與相對密度講清流體幾個根本物理量,使學生掌握流體的密度、重度、比體積與相對密度的根本定義和公式,并對常見的水和空氣的一些參數(shù)有所了解.〔10分鐘〕講解流體的熱膨脹性和可壓縮性定義及計算公式,使學生掌握體積膨脹系數(shù)、體積壓縮率和體積模量的概念和物理意義.〔10分鐘〕流體的粘性本節(jié)為重點,詳細向?qū)W生介紹粘性的定義和牛頓內(nèi)摩擦定律以及粘性的表示方法和單位,應(yīng)使學生掌握動力粘度、運動粘度和恩氏粘度三者之間的區(qū)別和變換關(guān)系.最后向?qū)W生介紹粘度的變化規(guī)律,理想流體和實際流體.〔25分鐘〕小結(jié).布置作業(yè)：習題：1-9；1T0;〔5分鐘〕通過生活中有趣的流表達象分析,學生對課程產(chǎn)生了一定的興趣.課后分析授課時間班級授課順序第2次課課題流體靜力學目目的要V9求1、明確理解流體靜壓強及根本特性；2、掌握流體靜力學根本方程；3、掌握靜壓強的計算；4、掌握靜壓強的表示方法.教學內(nèi)容要點1、作用于靜止流體上的力2、流體靜壓強及其特性3、靜止流體的平衡微分方程4、重力作用下靜止流體中的壓強分布規(guī)律5、靜壓強的表示方法及其單位重占難占重點：靜止流體的平衡微分方程的建立及應(yīng)用.難點：靜止流體的平衡微分方程的建立及應(yīng)用.教學路與教旺設(shè)計2流體靜力學介紹流體靜力學定義以及流體靜止狀態(tài)的兩種形式：相對靜止和絕對靜止.〔5分鐘〕2.1作用于靜止流體上的力畫圖講解靜止流體所受作用力的種類以及質(zhì)量力和外表力的性質(zhì).重點講清質(zhì)量力與慣性力之間的關(guān)系.〔10分鐘〕2.2流體靜壓強及其特性介紹壓強的概 說明流體靜壓強的兩個重要特性.詳細推導(dǎo)特性二,并給出流體靜壓強全微分公式,說明流體靜壓強是標量的具體含義.〔15分鐘〕2.3靜止流體的平衡微分方程式畫圖推導(dǎo)靜止流體的平衡微分方程式,并說明其物理意義.〔10分鐘〕綜合平衡微分方程,得出壓強差公式.介紹力勢函數(shù)、有勢力的定義以及相應(yīng)的物理意義.〔10分鐘〕給出等壓面XE義,并由壓強差公式引出等壓面方程,介紹等壓面的三個性質(zhì),由此說明判斷等壓面的原那么和方法.〔10分鐘〕2.4重力作用下靜止流體中的壓強分布規(guī)律說明重力場中流體的根本特征,并推出流體靜力學根本方程,詳細分析流體靜力學根本方程的能量意義和幾何意義. 集中介紹概念：位置水頭、壓強水頭、靜力水頭和淹深的概念.〔15分鐘〕2.5靜壓強的表示方法及其測量介紹概念大氣壓強、表壓強、絕對壓強和真空度,并對它們之間的關(guān)系畫圖詳細說明.〔5分鐘〕講解壓強測量的三種主要方式,并說明每一種的具體應(yīng)用場合.詳細介紹測壓管、測壓計、差壓計和微壓計的主要原理和具體測量方法.〔10分鐘〕課后分析教學內(nèi)容安排恰當,課堂節(jié)奏緊湊,學生對本次課內(nèi)容理解較好.授課時間班級授課順序第3次課課題流體靜力學目的要求1、掌握相對平衡的問題.教學內(nèi)容要占八、、1、流體的相對靜止重占難占重點：流體的相對靜止.難點：流體的相對靜止.2.7流體的相對靜止再次強調(diào)流體的相對靜止意義,簡單說明靜止流體在容器作等速直線運動時遵守流體靜力學根本規(guī)律.〔10分鐘〕分析靜止流體在容器作等加速直線運動時的平衡規(guī)律,重點說明對此類問題的具體分析方法：先寫出流體的單位質(zhì)量力,再列出等壓面方程,教學思路與教法設(shè)計而后推導(dǎo)出流體靜壓強分布規(guī)律,得出教學思路與教法設(shè)計〔25分鐘〕由此再推導(dǎo)出二種特例情況下流體靜壓強分布規(guī)律.〔20分鐘〕分析靜止流體在容器作等角速度旋轉(zhuǎn)運動時的平衡規(guī)律,重點說明對此類問題的具體分析方法：先寫出流體的單位質(zhì)量力,再列出等壓面方程,而后推導(dǎo)出流體靜壓強分布規(guī)律,得出最終的流體壓強分布公式.〔20分鐘〕由此再推導(dǎo)出兩種特例情況下流體靜壓強分布規(guī)律.60分鐘〕小結(jié).〔5分鐘〕應(yīng)該多結(jié)合具體實例講解該局部內(nèi)容.課后分析授課時間班級 授課順序 第4次課課題流體靜力學目的要求1、掌握靜止流體對平壁和曲壁合力的計算；教學內(nèi)容要占八、、1、靜止流體對壁面作用力的計算重占難占重點：靜止流體對平壁和曲壁的合力計算.難點：靜止流體對平壁和曲壁的合理計算.教學思路與教法設(shè)計2.6靜止流體對壁面作用力的計算總壓力概念.介紹本節(jié)主要內(nèi)容.〔10分鐘〕講解靜止流體對平面壁總壓力的計算,之中介紹面積矩、慣性矩和壓力中央等概念.〔20分鐘〕講解靜止流體對曲面壁總壓力的計算,重點說明壓力體定義及其具體確定方法,并由此簡述阿基米德原理.〔25分鐘〕講解實例.〔15分鐘〕小結(jié),布置本草習題：習題：2-4；2-10；2-13；2-15；2-18.〔10分鐘〕課后分析學生對壓力體的理解有一定難度.授課時間 班級 授課順序 第5次課課題流體運動學根底r理解描述流體運動的方法;目 的2、理解流體運動中的根本概念；要求3、掌握連續(xù)性方程的意義和作用.內(nèi)容要1、研究流體運動的兩種方法卜2、流體運動中的根本概念八、\3、連續(xù)性方程重點：流線和跡線的求法、連續(xù)性方程的意義和作用.占又隹占難點：流線和跡線的求法.3流體運動學根本方程流體運動學定義,描述流體運動的幾個根本運動規(guī)律.〔10分鐘〕3.1研究流體運動的兩種方法流場的概念,介紹研究流體運動的兩種方法：拉格朗日法和歐拉法.教學主要說明兩種方法的異同點,重點介紹歐拉法.〔15分鐘〕思路與3.2流體運動中的根本概念教法設(shè) 講解歐拉法分析流體運動時的幾個根本概念：定常流動、非定常流計動、均勻流動、一維流動、跡線、流線〔重點〕、流管、流束、過流斷面、流量、平均速度.〔35分鐘〕3.3連續(xù)性方程式說明流體運動遵循的質(zhì)量守恒定律就是連續(xù)性方程.〔25分鐘〕小結(jié),布置本章習題：3-1；3-5o〔5分鐘〕

課后分析到達了預(yù)期的教學效果.

授課時間班級 授課順序 第6次課課題伯努利方程目的要求1、 理解不可壓縮理想流體的運動方程2、掌握伯努利方程的意義及應(yīng)用教學內(nèi)容要占八、、1、 理想流體的運動微分方程式2、理想流體的伯努利方程式3、實際流體總流的伯努利方程式4、伯努利方程的應(yīng)用重占難占重點：伯努利方程的意義及應(yīng)用.難點：伯努利方程的意義及應(yīng)用.教學思路與教法設(shè)計3流體運動學根本方程流體動力學定義及研究內(nèi)容.〔5分鐘〕3.4理想流體的運動微分方程式畫圖推導(dǎo)理想流體的歐拉運動微分方程式,并說明各局部物理意義.〔15分鐘〕3.5理想流體的伯努利方程式利用外力做功的能量關(guān)系,推導(dǎo)理想流體沿流線的伯努利方程式.〔10分鐘〕引進幾個根本概念：動能修正系數(shù)、緩變流動、緩變過流斷面.〔10分鐘〕畫圖推導(dǎo)理想流體總流的伯努利方程式,并聯(lián)系流體靜力學根本方程說明各局部參量的能量意義和幾何意義.〔10分鐘〕3.7實際流體總流的伯努利方程式及其應(yīng)用根據(jù)對理想流體總流的伯努利方程的修正得到實際流體總流的伯努利方程形式,并說明其應(yīng)用條件.〔15分鐘〕介紹畢托管、文丘里流量計的分析過程.〔25分鐘〕課后分析通過數(shù)學函數(shù)的推導(dǎo),學生能更好理解伯努利方程.授課時間班級 授課順序 第7次課課題伯努利方程的應(yīng)用目的要求1、掌握伯努利方程的意義及應(yīng)用教學內(nèi)容要占八、、1、伯努利方程的應(yīng)用重占難占重點：伯努利方程的建立.難點：伯努利方程的建立.教學思路與教法設(shè)計3.8實際流體總流的伯努利方程式及其應(yīng)用講解伯努利方程的物理意義,伯努利應(yīng)用的條件,以及如何建立伯努利方程式.〔15分鐘〕介紹孔板流量計和射流泵原理及分析過程.〔35分鐘〕最后,結(jié)合幾道具體的例題講解,并做隨堂練習.〔40分鐘〕

課后分析教學內(nèi)容和方法安排得當,學生對此局部內(nèi)容找我較好.

授課時間班級 授課順序 第8次課課題動量定理及其應(yīng)用目的要求1、掌握動量方程及其應(yīng)用；2、了解動量矩方程.教學內(nèi)容要占八、、1、 動量定理及其應(yīng)用2、動量矩定理及其應(yīng)用重占難占重點：動量定理及其應(yīng)用.難點：3.11動量定理及其應(yīng)用詳細推導(dǎo)流體的動量守恒原理,并對動量定理的幾種不同形式進行分析,教學解.思路與教法設(shè)計鐘〕說明其各局部含義.利用動量方程對流體運動析,教學解.思路與教法設(shè)計鐘〕簡單介紹動量矩定理,以及它應(yīng)用的方面.〔10分鐘〕小結(jié),布置本章習題：3-11；3-14；3-22；3-27；3-36.〔10分

課后分析學生對流體的受力分析理解不是很透徹.

授課時間班級 熱動普 授課順序 第9次課課題習題課目的要求對所學的知識進行總結(jié)教學內(nèi)容要占八、、作業(yè)講評重占難占教學思路與教法設(shè)計把學生沒有掌握透徹的知識,通過實例講解進行分析,到達了預(yù)期的課后效果分析授課時間班級 授課順序 第10次課課題流體在管路中的流動目的要求1、掌握流體運動分兩種類型及判別方法；2、正確理解層流和紊流的特征；3、了解沿程能量損失和局部能量損失的原因；4、掌握沿程能量損失的計算.教學內(nèi)容要占八、、1、管路中流體流動的兩種狀態(tài)2、能量損失的兩種形式3、圓管中的層流流動重占難占重點：恒定均勻流的沿程損失.難點：恒定均勻流的沿程損失.教學思路與教法設(shè)計4流體在管路中的流動介紹流體流動的主要方式.〔10分鐘〕4.1管路中流體流動的兩種狀態(tài)介紹雷諾實驗裝置及實驗過程,說明流動的三種不同狀態(tài)：層流、湍流和過渡狀態(tài).并重點解釋雷諾數(shù)和上、下臨界流速等概念.〔25分鐘〕4.2能量損失的兩種形式利用公式說明流動阻力的兩種形式：沿程阻力和局部阻力.并利用伯努利方程向?qū)W生解釋清楚能量損失的具體物理含義.〔 25分鐘〕4.3圓管中的層流流動利用牛頓內(nèi)摩擦定律推導(dǎo)出圓管中的層流流動微分方程, 并以此分別導(dǎo)出速度分布公式、流量公式以及切應(yīng)力分布公式.〔30分鐘〕課后分析通過多媒體動畫演示實際流動狀態(tài),學生很容易理解.

授課時間班級授課順序第11次課課題流體在管路中的流動目的要求1、掌握圓管中的湍流流動；2、掌握沿程阻力系數(shù)和局部阻力系數(shù)確實定；3、了解管路計算原那么和根本方法.教學內(nèi)容要占人1、圓管中的湍流流動2、管中流動沿程阻力系數(shù)確實定3、局部阻力系數(shù)確實定4、管路計算重占難占重點：沿程阻力系數(shù)和局部阻力系數(shù)確實定.難點：沿程阻力系數(shù)和局部阻力系數(shù)確實定.教堂思路與教法設(shè)計4.5圓管中的湍流流動首先說明湍流與層流的本質(zhì)區(qū)別,而后介紹研究湍流的統(tǒng)計時均法,主要解釋概念：脈動、時均速度、時均值等.〔15分鐘〕由時均速度引出湍流流動的時均速度結(jié)構(gòu),著重介紹粘性底層厚度.并根據(jù)雷諾數(shù)大小說明水力光滑流 水力粗糙流動是湍流流動的兩種不同流動狀態(tài),并穿插介紹水力光滑管和水力粗糙管概念.〔 15分鐘〕根據(jù)普朗特混和長度理論,推導(dǎo)出湍流切應(yīng)力分布規(guī)律公式和斷面速度分布公式.〔15分鐘〕4.8管中流動沿程阻力系數(shù)確實定由管道沿程損失引出尼古拉茲實驗,并說明參量間關(guān)系.此后利用尼古拉茲曲線圖說明流體流動在五個區(qū)域流動中入值的理論和經(jīng)驗公式計算方法.由此再說明莫迪圖與尼古拉茲曲線圖二者之間的關(guān)系, 以及莫迪圖的使用方法.〔20分鐘〕4.9局部阻力系數(shù)確實定介紹局部能量損失的三種形式,并說明產(chǎn)生局部能量損失的主要原因.〔5分鐘〕詳細講解斷面忽然擴大的局部阻力系數(shù)計算方法及過程.說明Zi和Z2代表的意義.〔10分鐘〕小結(jié),布置習題：4-8;4-13.〔10分鐘〕課后分析內(nèi)容較多,學生應(yīng)該課下及時看書復(fù)習.授課時間班級 授課順序 第12次課課題相似理論和量綱分析目的要求1、掌握量綱分析法及其應(yīng)用；2、掌握力學相似概念和主要相似準那么的意義及應(yīng)用.教學內(nèi)容要占八、、1、 相似理論2、量綱分析及其應(yīng)用重占難占重點：量綱一致原理及相似理論.難點：量綱一致原理應(yīng)用.教學思路與教法設(shè)計相似理論詳細講解力學相似的概念,推倒主要的相似判據(jù),重力相似判據(jù)、粘性力相似判據(jù)和壓力相似判據(jù)〔30分鐘〕量綱分析及其應(yīng)用詳細講解布金漢定理.結(jié)合實例講解布金漢定理的應(yīng)用〔50分鐘〕本章小結(jié).〔10分鐘〕

課后分析學生對布金漢定理的理解有一定難度.

授課時間班級 授課順序 第13次課課題壓力管路目的要求1、掌握壓力管路的分類；2、掌握壓力管路的水力計算；教學內(nèi)容要占八、、1、壓力管路的分類2、壓力管路的水力計算重占難占重點：串并聯(lián)管路的水力計算.難點：串并聯(lián)管路的水力計算.壓力管路介紹壓力管路在工程實際中的主要應(yīng)用.〔10分鐘〕壓力管路的分類〔10分鐘〕教學教學思路與教法設(shè)計長管的水力計算〔20分鐘〕復(fù)雜管路的水力計算〔50分鐘〕課后分析根本完本錢次課的相關(guān)內(nèi)容.

授課時間班級 授課順序 第14次課課題壓力管路目的要求1、掌握壓力管路的水力計算；教學內(nèi)容要占八、、1、壓力管路的水力計算重占難占重點：分支管路的水力計算.難點：分支管路的水力計算.教學思路與教法設(shè)計壓力管路復(fù)雜管路的水力計算〔60分鐘〕短管的水力計算〔30分鐘〕

課后分析根本完本錢次課的相關(guān)內(nèi)容.

授課時間班級 授課順序 第15次課課題孑L口出流目的要求1、掌握孔口出流的分類；2、掌握薄壁小孔出流的特征；教學內(nèi)容要占八、、1、孔口出流的分類2、薄壁小孔口自由出流重占難占重點：薄壁小孔出流.難點：薄壁小孔出流.教學思路與教法設(shè)計孔口出流介紹孔口出流在工程實際中的主要應(yīng)用和研究方法.〔10分鐘〕孔口出流的分類本節(jié)主要討論孔口出流的一些根本概念：薄壁孔口、厚壁孔口、大孔口、小孔口、自由出流、淹沒出流.重點介紹薄壁孔口和厚壁孔口的主要技術(shù)特征.〔20分鐘〕薄壁小孔口自由出流分析推導(dǎo)薄壁小孔口自由出流時的各個特征參數(shù)計算公式.〔 60分鐘〕課后分析學生獨立分析實際問題的水平還有欠缺.

授課時間班級 授課順序 第16次課課題一元不穩(wěn)定流失目的要求1、了解水擊的現(xiàn)象；2、了解水擊壓力計算和水擊的預(yù)防.教學內(nèi)容要占八、、1、水擊的產(chǎn)生和水擊波的傳播2、水擊的分類3、水擊壓力的計算4、水擊的預(yù)防和利用重占難占重點：水擊的預(yù)防和利用難點：水擊的預(yù)防和利用充分利用多媒體軟件的特點給學生演示水擊的這個動畫過程.結(jié)合實際的流體運動,再進行相關(guān)的理論知識分析.教學思路與教法設(shè)計

課后分析課堂反響較好.

授課時間班級 授課順序 第17次課課題非牛頓流體目的要求1、掌握非牛頓流體的流變性和流變方程；2、塑性流體的流動規(guī)律；3、了解塑性流體的水力計算.教學內(nèi)容要占八、、1、非牛頓流體的流變性和流變方程；2、塑性流體的流動規(guī)律.重占難占重點：非牛頓流體的