《工程流体力学》课程教学大纲.doc

工程流体力学课程教学大纲一、课程名称工程流体力学二、课程英文名Engineering Fluid Mechanics三、课程编码050915四、课程类别必修课五、学时数、学分数、开课学期30学时；15学分；第七学期六、适用专业过程装备与控制工程专业七、编制者武朝军，副教授八、审核者秦海丽，副教授九、审定者高俊，教授十、编制日期2002年9月十一、课程开设的意义工程流体力学是过程装备与控制工程专业的必修专业的核心课程之一。工程流体力学是一门系统地研究流体力学的基本原理、基本方法及其在工程实际问题中应用的科学。本课程采用根据全国高等学校“过程装备与控制工程”专业教学指导组审定的工程流体力学教材，以体现流体力学学科体系，突出专业应用背景、适应教学规律为基本原则，内容包括流体力学基本概念、基本原理、研究方法合工程应用四个方面。十二、本课程与其它课程的联系通过本课程的学习，学生将掌握流体力学基本原理、基本方法并树立科学的工程理念，为进一步学习专业课和为日后实际设计开发新型高效的过程装备奠定必备的基础。十三、教学内容、重点和难点与教学进度 第一、二章分别介绍流体的力学性质及其运动学基本概念，是工程流体力学课程的必要的预备性知识。第一章 流体的力学性质(2学时)1、主要内容：第一节 流体的连续介质模型第二节 流体的主要物理性质第三节 牛顿流体和非牛顿流体2、本章重点：流体的连续性介质模型与流体的主要物理性质3、本章难点：流体的主要物理性质4、本章作业：第二章 流体运动学基本概念（2学时）了解描述流体流动的方法及有关运动学的基本概念。1、主要内容：第一节 概述第二节 描述流体流动的两种方法第三节 迹线和流线第四节 有旋流动和无旋流动2、本章重点：描述流体流动的两种方法与有关运动学的基本概念3、本章难点：欧拉法与拉格朗日法的转换；迹线与流线方程的求取4、本章作业：.第三章 流体静力学(2学时)了解并掌握流体静力学基本方程及静止流场的特性，及其某些流体静力学基本问题的解答。1、主要内容：第一节 作用在流体上的力第二节 流体静力学基本方程及静止流场基本特性第三节 某些流体静力学基本问题2、本章重点：流体静力学基本方程及静止流场的特性3、本章难点：某些流体静力学基本问题4、本章作业：第四章 流体流动基本原理（4学时）了解掌握以控制体方法分析研究流体流动过程中遵循质量守恒、动量守恒和能量守恒原理以及所建立的积分方程。1、主要内容：第一节 概述第二节 质量守恒积分方程第三节 动量守恒积分方程第四节 动量矩方程及其应用第四节 能量守恒积分方程2、本章重点：质量守恒、能量守恒、动量守恒积分方程与应用3、本章难点：动量守恒积分方程与动量矩方程及其它们的应用4、本章作业：.第五章 不可压缩流体的一维层流流动(4学时)以工程实际中典型的一维流动为对象，了解掌握将动量定律应用于流体微元，建立流动微分方程，并由此求解流场内切应力和速度分布的基本方法与过程。1、主要内容：第一节 概述第二节 狭缝流动分析第三节 管内流动分析第四节 降膜流动分析2、本章重点：了解掌握将动量定律应用于流体微元，建立流动微分方程，并由此求解一维层流流场内切应力和速度分布的基本方法与过程3、本章难点：根据实际模型确立流动基本微分方程及其相应的边界条件4、本章作业：习题55；53；思考题51，58第六章 流体运动微分方程（4学时）对一维流动分析推广，建立三维条件下流体运动的基本微分方程连续性方程和Navier-Stokes方程。1、主要内容：第一节 连续性方程第二节 以应力表示的运动方程第三节 粘性流体运动微分方程第四节 流体流动微分方程的应用2、本章重点：掌握连续性方程和Navier-Stokes方程3、本章难点：连续性方程和Navier-Stokes方程在流体流动中的应用。4、本章作业：第八章 流体力学的实验研究方法(2学时)了解掌握模型实验基础相似原理，以及建立相似准则的方法和工程模型研究方法。1、主要内容：第一节 流动相似原理第二节 相似准则和量纲分析第三节 工程模型研究2、本章重点：掌握流动相似原理，相似原理与量纲分析，工程模型研究3、本章难点：量纲分析与工程模型研究4、本章作业：第九章 管内流体流动（4学时）了解掌握圆管内充分发展的层流流动与湍流流动的速度与应力分布以及湍流的半经验理论。1、主要内容：第一节 流体流动的内部结构第二节 圆管内充分发展的层流流动第三节 湍流的半经验理论第四节 圆管内充分发展的湍流流动第五节 圆管进口段流动分析第六节 非圆形截面管内的流体流动第七节 弯曲管道内的流体流动2、本章重点：掌握圆管内充分发展的层流流动与湍流流动的速度与应力分布以及湍流的半经验理论3、本章难点：圆管内充分发展的层流流动与湍流流动的速度与应力分布4、本章作业：.第十章 流体饶物流动(6学时)了解有关边界层形成与分离的理论，掌握普朗特边界层方程与冯.卡门边界层动量积分方程及其在绕平板流动的应用。了解绕圆柱体、绕球体的流动分析。1、主要内容：第一节 边界层理论及基本概念第二节 平板边界层流动第三节 边界层分离与压差阻力第四节 绕圆柱体的流动分析第五节 绕球体的流动东西2、本章重点：了解掌握边界层与边界层分离的相关概念，普朗特边界层方程与冯.卡门边界层动量积分方程及其在绕平板流动的应用。3、本章难点：普朗特边界层方程与冯.卡门边界层动量积分方程及其在绕平板流动的应用。4、本章作业： 十二、课程考核方式考试十三、教材与教学参考