工程流体力学》教学大纲.doc

莁螁肆肁蒃羆羂肀薅蝿袈腿蚇薂膇膈莇螈肃膇葿薀聿膆蚂袆羅膆莁虿袁膅蒄袄膀膄薆蚇肆膃蚈袂羂节莈蚅袈芁蒀袁螄芁薃蚄膂芀莂罿肈艿蒅螂羄芈薇羇袀芇虿螀腿芆荿薃肅莅蒁螈羁莅薃薁袇莄芃螇袃莃蒅蕿膁莂薈袅肇莁蚀蚈羃莀莀袃衿荿蒂蚆膈葿薄袂肄蒈蚇蚄羀蒇莆袀羆肃蕿蚃袂肂蚁羈膀肂莁螁肆肁蒃羆羂肀薅蝿袈腿蚇薂膇膈莇螈肃膇葿薀聿膆蚂袆羅膆莁虿袁膅蒄袄膀膄薆蚇肆膃蚈袂羂节莈蚅袈芁蒀袁螄芁薃蚄膂芀莂罿肈艿蒅螂羄芈薇羇袀芇虿螀腿芆荿薃肅莅蒁螈羁莅薃薁袇莄芃螇袃莃蒅蕿膁莂薈袅肇莁蚀蚈羃莀莀袃衿荿蒂蚆膈葿薄袂肄蒈蚇蚄羀蒇莆袀羆肃蕿蚃袂肂蚁羈膀肂莁螁肆肁蒃羆羂肀薅蝿袈腿蚇薂膇膈莇螈肃膇葿薀聿膆蚂袆羅膆莁虿袁膅蒄袄膀膄薆蚇肆膃蚈袂羂节莈蚅袈芁蒀袁螄芁薃蚄膂芀莂罿肈艿蒅螂羄芈薇羇袀芇虿螀腿芆荿薃肅莅蒁螈羁莅薃薁袇莄芃螇袃莃蒅蕿膁莂薈袅肇莁蚀蚈羃莀莀袃衿荿蒂蚆膈葿薄袂肄蒈蚇蚄羀蒇莆袀羆肃蕿蚃袂肂蚁羈膀肂莁螁肆肁蒃羆羂肀薅蝿袈腿蚇薂膇膈莇螈肃膇葿薀聿膆蚂袆羅膆莁虿袁膅蒄袄膀 工程流体力学(II)教学大纲一、课程基本信息1、课程英文名称：Engineering Hydrodynamics (II)2、课程类别：专业基础课程3、课程学时：总学时64，实验学时8，上机学时24、学分：45、先修课程：高等数学、大学物理、工程力学6、适用专业：石油工程7、大纲执笔：油气储运教研室 郑云萍8、大纲审批：石油工程学院学术委员会9、制定(修订)时间：2006.11二、课程的目的与任务工程流体力学是石油工程专业的一门专业基础课程。它的主要任务是通过各个教学环节，使学生掌握流体运动的基本概念、基本理论、基本计算方法和基本实验技能，提高学生分析和解决实际问题的能力，为以后学习专业知识，从事专业技术工作和科研打下必要的流体力学基础。三、课程的基本要求通过本课程的学习，了解流体的物理性质，掌握流体的平衡规律、流体的运动规律、流体与其接触的固体壁面间的受力特点、压力管路中的水力计算、气体动力学基础知识及非牛顿流体运动规律等内容。四、教学内容要求及学时分配1. 流体及其主要物理性质(2学时)1)具体内容工程流体力学的研究对象流体的特性、连续介质的假说流体的密度和重度流体的压缩性、膨胀性和粘性作用在流体上的力2)重点：流体的物性及作用在流体上的力3)难点：粘性4)基本要求正确理解流体的主要物理性质，特别是粘性和牛顿内摩擦定律正确理解流体连续介质、理想流体和实际流体、不可压缩流体和可压缩流体的概念2.流体静力学(8学时)1)具体内容流体静压强及特性流体平衡微分方程式流体静力学基本方程式压力的基准和计量流体相对平衡静止流体作用在平面上的力静止流体作用在曲面上的力2)重点：流体静压强的特性，流体静力学基本方程式的应用，静止流体作用在平面、曲面上的力3)难点：静止流体作用在平面、曲面上的力4)基本要求掌握流体静压强的概念及其性质掌握流体平衡微分方程式及应用，能够熟练地进行点压强和总压力的计算3. 流体运动学与动力学基础(8学时)1)具体内容研究流体运动的拉格朗日法及欧拉法流体运动的基本概念恒定流动的连续性方程理想流体运动微分方程式理想流体伯努利方程式实际流体伯努利方程式及其意义伯努利方程式的应用泵对液体能量的增加系统与控制体动量定理及其应用2)重点：流体运动的基本概念，伯努利方程式的应用，泵对流体能量的增加，动量定理的应用3)难点：实际流体伯努利方程式的推导，输运公式的推导，能量方程、动量方程的灵活应用4)基本要求了解描述流体运动的两种方法，建立以流场为对象描述流体运动的概念掌握连续性方程式，流体微团运动的基本形式和理想流体运动微分方程式(欧拉运动方程式)牢固掌握流体运动的总流分析法，能够比较灵活地综合运用连续方程式，能量方程式(伯努利方程式)和动量方程式计算总流问题4. 流体阻力和水头损失(8学时)1)具体内容实际流体运动微分方程式管路中流动阻力产生的原因及分类因次分析和相似原理层流与紊流圆管层流分析紊流理论浅析管路中的沿程阻力局部阻力附面层理论基础2)重点：因次分析和相似原理中的基本概念，定理的具体应用，圆管层流的运动规律，沿程及局部阻力的计算3)难点：实际流体运动微分方程式(纳维司托克斯方程式)的推导4)基本要求掌握流体运动微分方程式(纳维司托克斯方程式)及应用掌握因次分析法，掌握力学相似概念和主要相似准则的意义及用途掌握流体运动的两种流动状态及其判别掌握圆管中层流的流动规律了解能量损失阻力系数和水头损失的原因，明确影响阻力系数的因素，熟练掌握计算阻力系数和水头损失方法了解边界层概念和边界层分离现象5. 压力路的水力计算(8学时)1)具体内容管路特性曲线长管的水力计算沿程均匀泄流短管的水力计算孔口和管嘴出流2)重点：长管、短管的水力计算3)难点：复杂长管、短管的水力计算4)基本要求理解长管、短管，串联、并联管路的水力特性的概念掌握有压定常管流的水力计算，掌握孔口、管嘴的水力计算6. 一元非恒定流动(4学时)1)具体内容一元非恒定流动基本方程式(连续性方程式、运动方程式)水击现象及水击压力的计算理想流体的水击波动方程式变水头泄流与排空2)重点：水击压力的计算，变水头泄流与排空3)难点：理想流体的水击波动方程式推导4)基本要求了解管路中水击现象，能够进行水击压力计算了解变水头泄流与排空的水力计算7. 理想流体二元不可压缩流动(4学时)1)具体内容流体微团运动的分析、势流和涡流平面势流势流的迭加原理绕流的升力和阻力2)重点：概念及理论推导3)难点：理论推导4)基本要求了解本章所涉及到的概念、能确定流体的速度势及流函数8. 一元气体动力学基础(6学时)1)具体内容气体动力学基本概念微小扰动在空气中的传播气体一元恒定流动基本方程式(能量方程式、状态方程式、动量方程式)理想气体一元等熵流动的特性绝热气流压缩性的影响气流速度与断面形状间的关系气体从管嘴的等熵出流实际气体在管道中的定常流动2)重点：气体一元等熵流动的特性3)难点：气体一元等熵流动的特性4)基本要求掌握可压缩流体一元恒定流动的基本方程正确理解压力波的传播、声速和马赫数的概念掌握完全气体一元等熵恒定流动、滞止状态、临界状态及极限速度了解可压缩流体在变截面管中的流动。9. 非牛顿流体管流(6学时)1)具体内容非牛顿流体的流变性、本构方程和分类非牛顿流体的研究方法非牛顿流体在圆管中的流动规律非牛顿流体流变参数的测定原理2)重点：非牛顿流体的本构方程及非牛顿流体在圆管中的水力计算。3)难点：非牛顿流体在圆管中的流动规律4)基本要求了解非牛顿流体的流变性、本构方程和分类掌握幂律流体和宾汉流体在圆管和环空管中的流动规律了解幂律流体和宾汉流体的流变参数测定原理五、考核方式闭卷笔试1、 平时成绩(15%)2、 结业考试(70%)3、 实验成绩(15%)六、教材及参考书1) 教材： 工程流体力学 袁恩熙主编 石油工业出版社 2005年7月 2)参考书：工程流体力学 禹华谦主编 西南交通大学出版社 1999年12月工程流体力学学习指导 西南石油大学教材科 工程流体力学难题解析 章龙江 高松龄编著 石油工业出版社 肆蒈蕿羇肅薀螄袃肄芀薇蝿肃莂螃蚅膂蒄薅羄膂膄螁袀膁芆薄袆膀葿衿螂腿薁蚂肁膈芁蒅羇膇莃蚀袃膆蒅蒃蝿芆膅虿蚅芅芇蒁羃芄莀蚇罿芃薂薀袅节节螅螁芁莄薈肀芀蒆螃羆芀薈薆袂荿芈螂螈羅莀薅蚄羄薃螀肂羃节蚃羈羃莅袈袄羂蒇蚁螀羁蕿蒄聿羀艿虿羅聿莁蒂袁肈蒄蚈螇肈膃蒀螃肇莆螆肁肆蒈蕿羇肅薀螄袃肄芀薇蝿肃莂螃蚅膂蒄薅羄膂膄螁袀膁芆薄袆膀葿衿螂腿薁蚂肁膈芁蒅羇膇莃蚀袃膆蒅蒃蝿芆膅虿蚅芅芇蒁羃芄莀蚇罿芃薂薀袅节节螅螁芁莄薈肀芀蒆螃羆芀薈薆袂荿芈螂螈羅莀薅蚄羄薃螀肂羃节蚃羈羃莅袈袄羂蒇蚁螀羁蕿蒄聿羀艿虿羅聿莁蒂袁肈蒄蚈螇肈膃蒀螃