智能制造工程專業(yè)《流體力學(xué)與熱工學(xué)基礎(chǔ)》教學(xué)大綱

《流體力學(xué)與熱工學(xué)基礎(chǔ)》教學(xué)大綱課程編號(hào)：13220845英文名稱：學(xué)分：2.5學(xué)時(shí)：總學(xué)時(shí)48學(xué)時(shí)，其中理論32學(xué)時(shí)，實(shí)踐16學(xué)時(shí)先修課程：高等數(shù)學(xué)B1、高等數(shù)學(xué)B2、理論力學(xué)課程類別：專業(yè)基礎(chǔ)課程授課對(duì)象：智能制造工程專業(yè)學(xué)生教學(xué)單位：機(jī)械與電氣工程學(xué)院修讀學(xué)期：第5學(xué)期一、課程描述和目標(biāo)《流體力學(xué)與熱工學(xué)基礎(chǔ)》能夠促進(jìn)學(xué)生掌握扎實(shí)的數(shù)學(xué)、自然科學(xué)以及機(jī)械工程領(lǐng)域的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，并將其熟練運(yùn)用于分析及解決與智能制造相關(guān)的復(fù)雜工程問題。本課程涉及工程熱力學(xué)、傳熱學(xué)及流體力學(xué)三大部分。工程熱力學(xué)包括熱力學(xué)基本概念，熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律，氣體、蒸汽的性質(zhì)及其熱力過程，熱力循環(huán)。傳熱學(xué)部分包括熱傳導(dǎo)、對(duì)流換熱、熱輻射、傳熱過程及換熱器。流體力學(xué)部分包括流體靜力學(xué)、流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)、黏性流體管內(nèi)流動(dòng)的能量損失。課程目標(biāo)1：掌握流體靜力學(xué)與動(dòng)力學(xué)的基本概念和規(guī)律，掌握熱力學(xué)基本定律與熱能轉(zhuǎn)換規(guī)律，掌握傳熱方式和基本規(guī)律，并能將上述用于解決機(jī)械工程領(lǐng)域中復(fù)雜問題。課程目標(biāo)2：能夠運(yùn)用流體力學(xué)與熱工基礎(chǔ)的基本概念、原理及計(jì)算方法，構(gòu)建工程問題的分析模型，并解決相關(guān)智能制造工程問題。課程目標(biāo)3：掌握流體力學(xué)與傳熱學(xué)仿真軟件基本使用方法，能對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的性能和結(jié)構(gòu)進(jìn)行基本預(yù)測(cè)與模擬。二、課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求的支撐關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)權(quán)重1-2掌握工程力學(xué)、電子電工學(xué)、機(jī)械原理、熱流體力學(xué)等專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，并能用于解決智能制造復(fù)雜工程問題。課程目標(biāo)10.32-2能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程技術(shù)的基本原理和方法，對(duì)智能制造的相關(guān)工程問題進(jìn)行建模及表達(dá)。課程目標(biāo)20.55-2能夠針對(duì)智能制造復(fù)雜工程問題，選擇和使用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)、資源、現(xiàn)代信息技術(shù)工具等進(jìn)行建模、仿真和預(yù)測(cè)，并能在實(shí)踐中領(lǐng)會(huì)相關(guān)工具的局限性。課程目標(biāo)30.2（注：要求課程目標(biāo)與畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)應(yīng)是一一對(duì)應(yīng)支撐）三、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配序號(hào)教學(xué)內(nèi)容基本要求及重、難點(diǎn)（含德育要求）學(xué)時(shí)教學(xué)方式對(duì)應(yīng)課程目標(biāo)1流體力學(xué)基本概念掌握流體質(zhì)點(diǎn)與連續(xù)介質(zhì)假設(shè)的概念；掌握流體的基本屬性及物性參數(shù)。2講授式啟發(fā)式課程目標(biāo)12流體靜力學(xué)掌握流體靜壓強(qiáng)及其特點(diǎn)，理解流體靜力學(xué)基本方程，能夠?qū)χ亓?chǎng)中液體平衡及相對(duì)靜止中液體平衡進(jìn)行建模并計(jì)算；能夠計(jì)算靜止液體對(duì)平面與曲面的作用力和作用點(diǎn)。4講授式啟發(fā)式練習(xí)式課程目標(biāo)1課程目標(biāo)23流體動(dòng)力學(xué)能夠利用連續(xù)性方程與一元流動(dòng)能量方程，解決工程實(shí)際問題；理解流體伯努利方程和動(dòng)量方程的推導(dǎo)過程和應(yīng)用條件，并能夠開展相關(guān)問題的計(jì)算。6講授式啟發(fā)式練習(xí)式課程目標(biāo)1課程目標(biāo)24粘性流體內(nèi)部流動(dòng)掌握內(nèi)部流動(dòng)的沿程損失與局部損失；理解圓管中的流動(dòng)特點(diǎn)與相應(yīng)阻力損失之間的關(guān)系；能夠計(jì)算管路中的沿程阻力損失與局部阻力損失。4講授式啟發(fā)式練習(xí)式課程目標(biāo)25熱力學(xué)第一定律與第二定律掌握熱力學(xué)第一定律，并能夠應(yīng)用閉口系統(tǒng)能量方程和穩(wěn)定流動(dòng)開口系統(tǒng)的能量方程開展相關(guān)計(jì)算。理解自然過程的方向性與熱力學(xué)第二定律的表述，掌握卡諾循環(huán)與卡諾定理，熵的推導(dǎo)及孤立系統(tǒng)熵增原理，熵方程及能量貶值原理。4講授式啟發(fā)式練習(xí)式課程目標(biāo)1課程目標(biāo)26工質(zhì)的性質(zhì)和熱力過程掌握理想氣體狀態(tài)方程，理想氣體的比熱容、內(nèi)能和焓，理想氣體的熵，理想氣體混合物，理想氣體的基本熱力過程，多變過程，氣體的壓縮。了解蒸氣的熱力性質(zhì)，掌握水蒸氣熱力性質(zhì)圖表及應(yīng)用，掌握濕空氣的熱力性質(zhì)及熱力過程。4講授式啟發(fā)式練習(xí)式課程目標(biāo)1課程目標(biāo)27裝置熱力循環(huán)掌握活塞式內(nèi)燃機(jī)的實(shí)際循環(huán)與理想循環(huán)；掌握逆卡諾循環(huán)，蒸氣壓縮制冷裝置及循環(huán)。4講授式啟發(fā)式練習(xí)式課程目標(biāo)28熱量傳遞基本方式與導(dǎo)熱基本理論了解并掌握幾種熱量傳遞的基本方式和數(shù)學(xué)描述；理解導(dǎo)熱的基本概念，導(dǎo)熱的基本定律，平壁的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱，圓筒壁的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱。4講授式啟發(fā)式練習(xí)式課程目標(biāo)19熱量傳導(dǎo)與流體流動(dòng)數(shù)值模擬方法理解并掌握熱量傳遞與流體流動(dòng)的基本微分方程、數(shù)值計(jì)算原理和基本仿真方法。4講授式啟發(fā)式練習(xí)式課程目標(biāo)310數(shù)值模擬軟件的應(yīng)用和實(shí)戰(zhàn)能夠采用數(shù)值模擬軟件計(jì)算相關(guān)工程案例，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析12講授式啟發(fā)式練習(xí)式課程目標(biāo)3合計(jì)48四、課程教學(xué)方法采用課上集中講授、討論，課下練習(xí)，案例分析等教學(xué)方式五、學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)和課程考核（一）考核方式及具體要求1.課程成績(jī)構(gòu)成與要求課程考核注重形成性和終結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合，考核內(nèi)容主要由平時(shí)作業(yè)、案例分析報(bào)告、期末考核組成，均按百分制計(jì)分，其中期末考核成績(jī)占50%、平時(shí)作業(yè)成績(jī)占30%、案例分析報(bào)告占20%。2.課程目標(biāo)達(dá)成考核與評(píng)價(jià)序號(hào)考核方式課程目標(biāo)1（分值）課程目標(biāo)2（分值）課程目標(biāo)3（分值）課程目標(biāo)4（分值）課程目標(biāo)5（分值）合計(jì)1平時(shí)作業(yè)10200302案例分析0020203期末考試2030050課程目標(biāo)對(duì)應(yīng)分值305020100（二）考核與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)1.平時(shí)成績(jī)考核與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分值觀測(cè)點(diǎn)90-100分70-89分60-69分0-59分作業(yè)按時(shí)完成，90%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識(shí)點(diǎn)理解、掌握到位。能夠利用理論知識(shí)識(shí)別、分析流體與熱工領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)問題。按時(shí)完成，70%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識(shí)點(diǎn)理解、掌握較到位。能夠較好利用理論知識(shí)識(shí)別、分析流體與熱工領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)問題。延時(shí)完成，60%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識(shí)點(diǎn)理解、掌握基本到位。利用理論知識(shí)對(duì)流體與熱工領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)問題有一定的識(shí)別、分析。不交和補(bǔ)交，50%以下的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識(shí)點(diǎn)理解、掌握有偏差。不能利用理論知識(shí)對(duì)流體與熱工領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)問題進(jìn)行識(shí)別、分析。2.案例分析考核與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分值觀測(cè)點(diǎn)90-100分70-89分60-69分0-59分案例分析報(bào)告格式規(guī)范，符合寫作要求；內(nèi)容主題明確，符合課程教學(xué)內(nèi)容，有明確的綜合分析論點(diǎn)。無(wú)摘錄摘抄痕跡，能恰當(dāng)運(yùn)用自己的語(yǔ)言組織素材，論點(diǎn)正確。格式符合寫作要求；主題明確，符合課程教學(xué)內(nèi)容，具較好的綜合分析論點(diǎn)。正文主題大部分運(yùn)用自己的語(yǔ)言組織素材，論點(diǎn)正確。格式符合寫作要求；主題基本明確，較符合課程教學(xué)內(nèi)容，具較好的綜合分析論點(diǎn)。正文有部分摘抄，論點(diǎn)分析較清晰。格式不符合要求，能反映部分主題內(nèi)容，但結(jié)構(gòu)不完整，論點(diǎn)分析不清晰。3.期末試卷考核與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)課程目標(biāo)及教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計(jì)期末考核試題，綜合檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)課程相關(guān)知識(shí)的掌握、綜合應(yīng)用及解決復(fù)雜問題的能力，根據(jù)考試題目設(shè)計(jì)相應(yīng)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。六、教材與參考書（一）推薦教材1．《熱工與流體力學(xué)基礎(chǔ)》，吳學(xué)紅主編，機(jī)械工業(yè)出版社，2020年5月版；2．《流體力學(xué)與熱工基礎(chǔ)》，李國(guó)斌,崔紅主編，北京理工大學(xué)出版社，2016年9月版。（二）參考資料1.《工程流體力學(xué)基礎(chǔ)》，韓占忠，王國(guó)玉，黃彪主編，北京理工大學(xué)出版社，2020年6月版；2.《熱工基礎(chǔ)》（第三版），張學(xué)學(xué)主編，高等教育出版社，2015