流体力学教学大纲.doc

流体力学教学大纲编写： 张改红 审核:课程编码0214506课程名称流体力学适用专业环境科学（本科）学时/学分28/？考核形式考查学时（含实验学时） 28先修课程高等数学、理论力学开课学期5一、课程性质与任务1.课程性质：流体力学是环境工程专业的专业基础课。2.课程任务：通过本课程的教学，使学生掌握流体力学的基本概念、基本原理和基本计算，具备一定的实验技能，培养学生分析问题和解决问题的能力以及创新能力，为后继专业课的学习以及将来从事专业技术工作打下基础。此外，通过本课程的的学习，还可以培养学生的理论学习与实际动手能力。二、课程教学内容及要求流体力学主要讲述内容包括：流体及其物理性质，流体静力学、流体运动力学基础、相似原理与量纲分析、流体在管流、明渠流及堰流等形式下的运动特性与水力计算等。本课程理论与实验教学总计需48学时，主要教学内容和基本要求如下: 1.理论教学 第1章 绪论 （2）主要内容： 1）流体与连续介质模型； 2）作用在流体上的力；3）流体的黏性和可压缩性。 基本要求：1）掌握流体的基本物理性质； 2）理解连续介质模型的含义。 第2章 流体静力学 （6）主要内容： 1）流体静压强及其特性； 2）静止流体平衡微分方程式； 3）重力场中静止流体内的压强分布及压强测定； 4）作用在平面上的流体静压力； 5）作用在曲面上的流体静压力及压力体概念。 基本要求：1）掌握流体静压强的基本特性； 2）掌握流体静力学的基本原理； 3）掌握平面及曲面上流体静压力的计算。 第3章 流体运动学（2）主要内容：1）描述流体运动的两种方法； 2）迹线、流线等基本概念； 3）连续性方程的推导与意义 4）流体微团的运动和变形。 基本要求：1）掌握描述流体运动的两种方法； 2）掌握连续性方程的推导和意义。 第4章 流体动力学基础（3） 主要内容：1）元流、总流等基本概念2）元流、总流的伯努利方程；3）总流的动量方程；4）理想流体的无旋流动。 基本要求：1）掌握总流的伯努利方程和动量方程推导； 2）掌握流体连续性方程、伯努利方程和动量方程的应用。第5章 量纲分析和相似原理 （1）主要内容：1）相似原理； 2）量纲分析法； 基本要求：掌握相似原理和量纲分析法。 第6章 流动阻力和水头损失（4） 主要内容：1）水头损失的分类；2）粘性流体的两种流态；3）沿程水头损失与切应力的关系；4）圆管中的层流运动；5）紊流及紊流的沿程水头损失；6）局部水头损失；7）边界流概念及绕流阻力。基本要求：1）理解流体运动的两种流态及判别准则； 2）掌握尼古拉兹实验结果的理论意义；3）掌握沿程水头损失系数及计算方法；4）掌握局部损失系数及计算方法。 第7章 孔口、管嘴出流和有压管流（2） 主要内容：1）孔口出流；2）管嘴出流3）长管和短管的水力计算；4）有压管道中的水击。基本要求：1）理解孔口和管嘴出流的类型； 2）理解长管和短管的界定及水力计算。第8章 明渠流动（4） 主要内容：1）明渠均匀流2）无压圆管均匀流3）明渠运动状态及判别条件基本要求：掌握明渠流的运动状态及判别条件。第9章 堰流（2）主要内容：1）堰流及其特征 2）宽顶堰、实用堰及薄壁堰溢流的区别与水力计算。基本要求：掌握宽顶堰、实用堰及薄壁堰溢流的水力计算。第10章 渗流（2）主要内容：1.渗流的达西定律； 2.地下水的渐变渗流 3.井和井群。基本要求：掌握达西定律的意义与应用。三、课程的重点与难点1.课程重点：流体静力学基本方程的应用；理想流体伯努利方程的物理意义、动量方程及应用、粘性流体伯努利方程的应用；水头损失的分类及水力计算； 孔口出流、管嘴出流、明渠流动和堰顶溢流的区分与水力计算。2.课程难点：连续介质模型的理解；曲面上的静水压力计算；连续性方程、伯努利方程和动量方程的应用。四、学时分配表序号教学内容学时备注讲授实验作业1绪论200课堂讨论2流体静力学6003流体运动学2004流体动力学基础3005量纲分析和相似原理1006流动阻力和水头损失4007孔口、管嘴出流和有压管流2008明渠流动401现场见习9堰流20010渗流200合 计2800五、教材及参考书教材： 流体力学, 刘鹤年, 中国建筑工业出版社, 2004年.参考书：工程流体力学, 伍悦