流體力學(xué)B 教學(xué)大綱

流體力學(xué)B

一、課程說明

課程編號(hào)：120712X10

課程名稱：流體力學(xué)B/FkiidMechanicsB

課程類別：公共基礎(chǔ)課

學(xué)時(shí)/學(xué)分：48/3（其中：文瞼學(xué)時(shí)6）

先修課程：理論力學(xué)、材料力學(xué)（或工程力學(xué)）

適用專業(yè)：礦物加工工程等專業(yè)

教材：流體力學(xué)，王英、主編，中南大學(xué)出版社，2015（第1版）

教學(xué)參考書：L應(yīng)用流體力學(xué)，毛根海主編，高等教育出版社，2006（第1

版）

2.流體力學(xué)（第二版），龍?zhí)煊?、蔡增基主編，中?guó)建筑工業(yè)出版社，2013

3.FluidMechanics（FifthEdition）（影印版）,FrankM.White,清華大學(xué)出版

社，2005

二、課程設(shè)置的目的意義

流體力學(xué)是力學(xué)的一個(gè)分支，是一門研究流體靜止和運(yùn)動(dòng)的力學(xué)規(guī)律，及其

在工程技術(shù)中應(yīng)用的課程。它既有力學(xué)學(xué)科的系統(tǒng)性和完整性，又有鮮明的工程、

專業(yè)應(yīng)用特點(diǎn)。課程設(shè)置的目的是通過這門課程的各種教學(xué)環(huán)節(jié)，使學(xué)生掌握流

體在靜止和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)卜?的力學(xué)規(guī)律及其基礎(chǔ)理論、進(jìn)行流體力學(xué)計(jì)算的基本方法

和流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作技能，為學(xué)好專業(yè)課程和以后從事專業(yè)工作中解決有

關(guān)流體力學(xué)問題及進(jìn)一步鉆研打卜必要的基礎(chǔ)。

三、課程的基本要求

知識(shí)：掌握流體的主要物理性質(zhì)，流體靜壓強(qiáng)的分布規(guī)律，連續(xù)性方程、能

量方程、動(dòng)量方程及其應(yīng)用，損失計(jì)算方法，孔口和管嘴出流、管路的流量計(jì)算，

明渠流特性及其流態(tài)判別方法，滲流基本定律，相似準(zhǔn)則及量綱分析法等知識(shí)。

學(xué)會(huì)根據(jù)流體的運(yùn)動(dòng)特性建立相應(yīng)的三大基本方程，并聯(lián)立求解，同時(shí)結(jié)合損失

計(jì)算方法，形成劃定研究對(duì)象-對(duì)研究流體列寫相關(guān)方程-確定相關(guān)參數(shù)的基本計(jì)

算框架；學(xué)會(huì)利用相似原理和量綱分析法建立實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ筒M合出相關(guān)公式。

能力：針對(duì)不同流體特性，具備建立相應(yīng)流體研究模型的能力；掌握流體靜

壓強(qiáng)分布規(guī)律，針對(duì)實(shí)際案例繪制出受壓圖形，提高分析受力的能力；通過三大

方程的學(xué)習(xí)，將其推廣應(yīng)用于解決實(shí)際工程案例問題；在對(duì)典型工程問題的討論

中培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)，提高分析、研究和解決問題的能力；在試驗(yàn)中提高動(dòng)手能力，

建立試驗(yàn)?zāi)Ｐ筒⒏鶕?jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果探究分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的能力。

素質(zhì)：構(gòu)建分析流體運(yùn)動(dòng)特性、建立流體運(yùn)動(dòng)方程、解決工程實(shí)際問題的知

識(shí)結(jié)構(gòu)體系，提升理解流體力學(xué)研究理論的基本素質(zhì)，并通過課程教學(xué)過程中的

分析討論和實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)分析溝通交流素質(zhì)、熟練的實(shí)際動(dòng)手操作素質(zhì)。

四、教學(xué)內(nèi)容、重點(diǎn)難點(diǎn)及教學(xué)設(shè)計(jì)

總學(xué)時(shí)分配

教學(xué)方案設(shè)計(jì)（含

學(xué)

講課實(shí)

章節(jié)教學(xué)內(nèi)容教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)教學(xué)方法、教學(xué)手

時(shí)

（含研踐

段）

討）

作

在

流體

流體力學(xué)的研究用

力

流

上

對(duì)象、任務(wù)及研的分析流體用典型歷史事件和

，

主

物

體

的

究方法；流體力要受力，牛頓數(shù)據(jù)結(jié)合現(xiàn)狀發(fā)展

第1章

質(zhì)

流

理

學(xué)的發(fā)展歷史；22性內(nèi)摩擦定講解流體力學(xué)的重

緒論，

連

介

體

的

作用在流體上的續(xù)律，流體分要性和研究?jī)?nèi)容及

型

質(zhì)

力；流體的連續(xù)模類今后的發(fā)展趨勢(shì)

介質(zhì)模型

教學(xué)思路：通過受

力分析理論推導(dǎo)獲

靜壓強(qiáng)的特性：靜壓強(qiáng)特

重力作用得壓強(qiáng)規(guī)律，用對(duì)

流體靜壓強(qiáng)分布性，等壓面，

下流體壓比方式突出平面與

規(guī)律；壓強(qiáng)的度靜壓強(qiáng)分布

第2章強(qiáng)的分布曲面上靜壓力的不

量標(biāo)準(zhǔn)、量度單規(guī)律，壓強(qiáng)

流體規(guī)律，作用同

位，測(cè)壓儀器；量度標(biāo)準(zhǔn)和

靜力66在平面、曲教學(xué)模式：課前復(fù)

作用于平面和流度量單位，

學(xué)面上的靜習(xí)及提問；課堂公

體平衡微分方作用在平面

水總壓為式推導(dǎo)；課堂壓強(qiáng)

程，流體的相對(duì)和曲面上的

的計(jì)算分布圖及壓力體圖

平衡靜水壓力

練習(xí)；結(jié)合課外作

業(yè)講解

描述流體運(yùn)動(dòng)的兩種方法的

兩種方法；恒定區(qū)別，均勻

流和非恒定流、流過流斷面流連續(xù)性

第章

3流線和跡線、一上的壓強(qiáng)分方程，恒定

流體

元流動(dòng)模型概布規(guī)律，連總流的能

動(dòng)力1010

學(xué)念;連續(xù)性方程、續(xù)性方程、量方程、動(dòng)

能量方程、動(dòng)量能量方程、量方程及

基礎(chǔ)

方程及其應(yīng)用；動(dòng)量療程的其應(yīng)用

水頭線圖變化規(guī)應(yīng)用條件、

律工程應(yīng)用

粘性流體的

流動(dòng)阻力和水頭

兩種流態(tài)的

損失的分類；流

判別，達(dá)西使用臨界教學(xué)思路：通過對(duì)

態(tài)及其判別方

公式，沿程雷諾數(shù)判比兩種損失的不同

法；圓管層流運(yùn)

第4章阻力系數(shù)的別流態(tài),圓特征得出不同的計(jì)

動(dòng)；紊流運(yùn)動(dòng)的

流動(dòng)變化規(guī)律及管中沿程算公式；用實(shí)驗(yàn)結(jié)

特征和附加阻

阻力其影響因素阻力系數(shù)果講解其規(guī)律

力,尼古拉滋實(shí)

和水66的分析，水的變化規(guī)教學(xué)模式：課前復(fù)

驗(yàn)；紊流阻力系

頭損力半徑、當(dāng)律，局部損習(xí)及提問；課堂實(shí)

數(shù)的計(jì)算；沿程

失量直徑概失的通用驗(yàn)講解；沿程損失

阻力系數(shù)的變化

念，突擴(kuò)的公式的應(yīng)專題討論；布置課

規(guī)律，局部損失

局部損失的用外作業(yè)并講解

的計(jì)算；邊界層

推導(dǎo)，局部

理論與繞流阻力

損失的計(jì)算

第5章恒定孔口出流、恒定孔口出孔口出流教學(xué)思路：通過對(duì)

孔口、管嘴出流的流量44流、管嘴出與管嘴出比孔口與管嘴出流

管嘴計(jì)算；短管和長(zhǎng)流的流量，流的對(duì)比，體現(xiàn)其不同流量規(guī)

總學(xué)時(shí)分配

教學(xué)方案設(shè)計(jì)（含

學(xué)

講課實(shí)

章節(jié)教學(xué)內(nèi)容教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)教學(xué)方法、教學(xué)手

時(shí)

（含研踐

段）

討）

流

出管概念，管路的串、并聯(lián)管串、并聯(lián)管律；用典型案例介

有

及串聯(lián)和并聯(lián)，管路水力計(jì)路水力計(jì)紹水擊現(xiàn)象

管

壓網(wǎng)計(jì)算；水擊現(xiàn)算，管網(wǎng)水算，水擊現(xiàn)教學(xué)模式：課前復(fù)

*充

象及其危害和解力計(jì)算，水象及其防習(xí)及提問；課堂講

決措施擊現(xiàn)象及其止措施授；水擊現(xiàn)象問題

防止措施搶答并討論；布置

課外作業(yè)并講解

教學(xué)思路：對(duì)比明

明渠概念；明渠渠均勻與非均勻流

均勻流的特性及明渠均勻流獲得其不同特性及

形成條件；無壓的特性及形明渠均勻規(guī)律；列舉不同的

第6章

圓管均勻流的特成條件，羽流的特性，明渠流態(tài)判別方法

明渠66

點(diǎn)；明渠流態(tài)及渠流態(tài)概念明渠流態(tài)教學(xué)模式：課前復(fù)

流

其判別方法和依及其判別方判別習(xí)及提問；課堂講

據(jù)；明渠非均勻法和依據(jù)授；流態(tài)判另!問題

流及水躍水跌搶答并討論；布置

課外作業(yè)并講解

教學(xué)思路：通過建

立滲流模型推導(dǎo)獲

滲流模型，得達(dá)西定律；列舉

滲流基本概念；滲流達(dá)西

第7章滲流達(dá)西定滲流系數(shù)確定方法

滲流基本定律；44定律，滲透

滲流律，滲透系教學(xué)模式：課前復(fù)

井和井群系數(shù)

數(shù)習(xí)及提問；課堂講

授；布置課外作業(yè)

并講解

教學(xué)思路：通過模

型與原型的理論方

幾何、運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力學(xué)相似的程對(duì)比確定相似準(zhǔn)

第8章力相似的基本概概念，相似相似原理則；依據(jù)量綱和諧

念；各種相似準(zhǔn)準(zhǔn)數(shù)的物理及相似準(zhǔn)定理列舉多科量綱

則；模型設(shè)計(jì)的意義及應(yīng)數(shù)的應(yīng)用，分析方法，并應(yīng)用

44

基本方法；量綱用，模型律，量綱分析于指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)

概念；量綱和諧量綱分析法法的原理教學(xué)模式：課前復(fù)

薪

原理和量綱分的原理和應(yīng)和應(yīng)用習(xí)及提問；課堂講

析法用授；量綱問題搶答

并討論；布置課外

作業(yè)并講解

其他實(shí)驗(yàn)66

五、實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容和基本要求

流體力學(xué)的實(shí)驗(yàn)課在課程上完前五章之后設(shè)置，每個(gè)實(shí)驗(yàn)學(xué)生都必須進(jìn)行。

實(shí)驗(yàn)課以學(xué)生自己動(dòng)手為主，教師輔助指導(dǎo)。

實(shí)驗(yàn)名稱實(shí)驗(yàn)內(nèi)容學(xué)時(shí)基本要求

觀察流動(dòng)現(xiàn)象演示儀、靜總結(jié)流動(dòng)特點(diǎn)、了解靜壓傳遞原

壓傳遞揚(yáng)水實(shí)驗(yàn)儀、水擊理、熟悉水擊發(fā)生原理及其危害

演示實(shí)驗(yàn)1

揚(yáng)水實(shí)驗(yàn)儀、虹吸原理演和解決措施、了解虹吸管內(nèi)壓力

示實(shí)驗(yàn)儀等變化等

由壓強(qiáng)值獲得壓強(qiáng)分布規(guī)律，或

量測(cè)實(shí)驗(yàn)I：測(cè)定流體靜壓強(qiáng)各值，或

5由不同壓強(qiáng)分布圖獲得靜壓力

流體靜力學(xué)實(shí)驗(yàn)測(cè)定流體靜壓力大小

大小規(guī)律

實(shí)驗(yàn)名稱實(shí)驗(yàn)內(nèi)容學(xué)時(shí)基本要求

測(cè)定不同管道型式情況總結(jié)伯努利方程壓強(qiáng)與速度變

量測(cè)實(shí)驗(yàn)2：下壓強(qiáng)值大小，或量測(cè)噴化規(guī)律，繪制水頭線圖，或由沖

流體動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)射水流對(duì)板的沖擊力大擊力大小驗(yàn)證動(dòng)量方程，計(jì)算動(dòng)

小量修正系數(shù)B值

了解沿程損失隨平均流速變化

量測(cè)實(shí)驗(yàn)