工程流体力学教案新部编本

1、教师学科教案 2020-20-20 学年度第学期 任教学科：_任教年级：_任教老师：_xx 市实验学校重庆科技学院工程流体力学教案授课时间班级授课顺序第 1 1 次课课题绪论、流体的物理性质目 的 要求1 1、了解流体力学工程与历史背景；2 2、了解流体力学的研究方法；3 3、明确理解流体的概念及连续介质假设、流体的主要物理参数；4 4、掌握牛顿内摩擦定律。教 学 内容 要 占八、1 1、 工程流体力学的研究任务和研究方法2 2、流体的概念及连续介质假设3 3、流体的主要物理参数4 4、流体的粘性重 占 难 占重点：流体的概念及连续介质假设、流体的粘性、牛顿内摩擦定律。 难点：连续介质假设、牛

2、顿内摩擦定律。教 学 思路 与 教法 设 计通过经典力学的知识引入本门课程，结合大量的实例讲解流体力学 的发展过程及其重要性，增加学生对本课程的学习积极性。本此课以讲 述为主，结合多媒体手段。1 导论1.11.1 工程流体力学的研究任务和研究方法讲清工程流体力学的研究对象、研究内容、发展历程和研究方法， 重点介绍流体力学的发展历程和研究方法。说明工程流体力学在工程实践中的具体应用范围，有重点地介绍流体力学新的发展方向及在生产生活中的作用。（2020 分钟）通过与固体力学的比较，引出流体力学各物理参数的概念，以及连 续介质假设和牛顿内摩擦定律。把抽象的概念具体化。1.21.2 流体的概念及连续介

3、质假设首先介绍流体的概念，并对物质的基本属性进行总结，突出介绍流 体与固体之间的差别所在。（8 8 分钟）讲清流体质点概念、流体连续介质模型的主要物理意义。（1212 分钟）1.21.2 流体的密度、重度、比体积与相对密度讲清流体几个基本物理量，使学生掌握流体的密度、重度、比体积 与相对密度的基本定义和公式，并对常见的水和空气的一些参数有所了 解。（1 10 0分钟）讲解流体的热膨胀性和可压缩性定义及计算公式，使学生掌握体积 膨胀系数、体积压缩率和体积模量的概念和物理意义。（1010 分钟）1.31.3 流体的粘性本节为重点，详细向学生介绍粘性的定义和牛顿内摩擦定律以及粘 性的表示方法和单位，

4、应使学生掌握动力粘度、运动粘度和恩氏粘度三 者之间的区别和变换关系。最后向学生介绍粘度的变化规律，理想流体 和实际流体。（2525 分钟）小结。布置作业：习题：1-91-9； 1-10;1-10;（ 5 5 分钟）课 后 分 析通过生活中有趣的流体现象分析，学生对课程产生了一定的兴趣。重庆科技学院工程流体力学教案授课时间班级授课顺序第 2 2 次课课题流体静力学目1 1、明确理解流体静压强及基本特性；目 的2 2、掌握流体静力学基本方程；要Y Y 求3 3、掌握静压强的计算；求4 4、掌握静压强的表示方法。教1 1、作用于静止流体上的力学2 2、流体静压强及其特性内 容3 3、静止流体的平衡微

5、分方程要4 4、重力作用下静止流体中的压强分布规律点5 5、静压强的表示方法及其单位重占重点：静止流体的平衡微分方程的建立及应用。难占难点：静止流体的平衡微分方程的建立及应用。2 流体静力学介绍流体静力学定义以及流体静止状态的两种形式:相对静止和绝对静止。（5 5 分钟）教2.12.1 作用于静止流体上的力学思画图讲解静止流体所受作用力的种类以及质量力和表面力的性质。路重点讲清质量力与惯性力之间的关系。（1010 分钟）与2.22.2 流体静压强及其特性教介绍压强的概念， 说明流体静压强的两个重要特性。详细推导特性法设二，并给出流体静压强全微分公式，说明流体静压强是标量的具体含义。计（1515

6、 分钟）2.32.3 静止流体的平衡微分方程式画图推导静止流体的平衡微分方程式，并说明其物理意义。（1010分钟）重庆科技学院工程流体力学教案综合平衡微分方程，得出压强差公式。介绍力势函数、有势力的定 义以及相应的物理意义。（1010 分钟）给出等压面疋义，并由压强差公式引出等压面方程，介绍等压面的 三个性质，由此说明判断等压面的原则和方法。（1010 分钟）2.42.4 重力作用下静止流体中的压强分布规律说明重力场中流体的基本特征，并推出流体静力学基本方程，详细 分析流体静力学基本方程的能量意义和几何意义。集中介绍概念：位置水头、压强水头、静力水头和淹深的概念。（1515 分钟）2.52.5

7、 静压强的表示方法及其测量介绍概念大气压强、表压强、绝对压强和真空度，并对它们之间的 关系画图详细说明。（5 5 分钟）讲解压强测量的三种主要方式，并说明每一种的具体应用场合。详 细介绍测压管、测压计、差压计和微压计的主要原理和具体测量方法。（1010 分钟）课 后 分 析教学内容安排恰当，课堂节奏紧凑，学生对本次课内容理解较好。授课时间班级授课顺序第 3 3 次课课题流体静力学目 的 要求1 1、掌握相对平衡的问题。教 学 内容 要 占八、1 1、流体的相对静止重 占 难 占重点： 流体的相对静止。难点：流体的相对静止。重庆科技学院工程流体力学教案教 学 思路 与 教法 设 计2.72.7

8、流体的相对静止再次强调流体的相对静止意义，简单说明静止流体在容器作等速直 线运动时遵守流体静力学基本规律。（1010 分钟）分析静止流体在容器作等加速直线运动时的平衡规律，重点说明对 此类冋题的具体分析方法：先写出流体的单位质量力，再列出等压面方 程，而后推导出流体静压强分布规律，得出最终的流体压强分布公式。（2525 分钟）由此再推导出二种特例情况下流体静压强分布规律。（2020 分钟）分析静止流体在容器作等角速度旋转运动时的平衡规律， 重点说明 对此类问题的具体分析方法：先写出流体的单位质量力，再列出等压面 方程，而后推导出流体静压强分布规律，得出最终的流体压强分布公式。（2020 分钟）

9、由此再推导出两种特例情况下流体静压强分布规律。（1010 分钟）小结。（5 5 分钟）课 后 分 析应该多结合具体实例讲解该部分内容。重庆科技学院工程流体力学教案授课时间班级授课顺序第 4 4 次课课题流体静力学目 的 要求1 1、掌握静止流体对平壁和曲壁合力的计算；教 学 内 容 要占八、1 1、静止流体对壁面作用力的计算重 占 难 占重点：静止流体对平壁和曲壁的合力计算。 难点：静止流体对平壁和曲壁的合理计算。教学思路与教法设计2.62.6 静止流体对壁面作用力的计算总压力概念。介绍本节主要内容。（1010 分钟）讲解静止流体对平面壁总压力的计算，之中介绍面积矩、惯性矩和压力中心等概念。（

10、2020 分钟）讲解静止流体对曲面壁总压力的计算， 重点说明压力体定义及其具 体确定方法，并由此简述阿基米德原理。（2525 分钟）讲解实例。（1515 分钟）小结，布置本章习题：习题：2-42-4； 2-102-10； 2-132-13 ； 2-152-15； 2-12-18 8。（ 1010分钟）课后分析学生对压力体的理解有一定难度。重庆科技学院工程流体力学教案授课时间班级授课顺序第 5 5 次课课题流体运动学基础目 的 要求1 1、 理解描述流体运动的方法；2 2、理解流体运动中的基本概念；3 3、掌握连续性方程的意义和作用。教 学 内容 要 占八、1 1、 研究流体运动的两种方法2 2

11、、流体运动中的基本概念3 3、连续性方程重 占 难 占重点：流线和迹线的求法、连续性方程的意义和作用。难点：流线和迹线的求法。教 学 思路 与 教法 设 计3 流体运动学基本方程流体运动学定义，描述流体运动的几个基本运动规律。（1010 分钟） 3.3.1 1研究流体运动的两种方法流场的概念，介绍研究流体运动的两种方法：拉格朗日法和欧拉法。 主要说明两种方法的异同点，重点介绍欧拉法。（1515 分钟）3.23.2 流体运动中的基本概念讲解欧拉法分析流体运动时的几个基本概念：定常流动、非定常流 动、均匀流动、一维流动、迹线、流线（重点）、流管、流束、过流断 面、流量、平均速度。（3535 分钟）

12、3.33.3 连续性方程式说明流体运动遵循的质量守恒定律就是连续性方程。（2525 分钟） 小结，布置本章习题：3-13-1； 3-53-5。（ 5 5 分钟）重庆科技学院工程流体力学教案课 后 分析达到了预期的教学效果。重庆科技学院工程流体力学教案授课时间班级授课顺序第 6 6 次课课题伯努利方程目 的 要求1 1、 理解不可压缩理想流体的运动方程2 2、掌握伯努利方程的意义及应用教 学 内 容 要占八、1 1、 理想流体的运动微分方程式2 2、理想流体的伯努利方程式3 3、实际流体总流的伯努利方程式4 4、伯努利方程的应用重 占 难 占重点：伯努利方程的意义及应用。 难点：伯努利方程的意义

13、及应用。教学思路与教法设计3 流体运动学基本方程流体动力学定义及研究内容。（5 5 分钟）3.43.4 理想流体的运动微分方程式画图推导理想流体的欧拉运动微分方程式， 并说明各部分物理意 义。 （1 15 5分钟）3.53.5 理想流体的伯努利方程式利用外力做功的能量关系，推导理想流体沿流线的伯努利方程式。（1010 分钟）引进几个基本概念：动能修正系数、缓变流动、缓变过流断面。（1010 分钟）画图推导理想流体总流的伯努利方程式，并联系流体静力学基本方 程说明各部分参量的能量意义和几何意义。（1010 分钟）3.73.7 实际流体总流的伯努利方程式及其应用根据对理想流体总流的伯努利方程的修正

14、得到实际流体总流的伯 努利方程形式，并说明其应用条件。（1515 分钟）介绍毕托管、文丘里流量计的分析过程。（2525 分钟）课 后 分 析通过数学函数的推导，学生能更好理解伯努利方程。重庆科技学院工程流体力学教案授课时间班级授课顺序第 7 7 次课课题伯努利方程的应用目 的 要求1 1、掌握伯努利方程的意义及应用教 学 内容 要 占八、1 1、伯努利方程的应用重 占 难 占重点：伯努利方程的建立。 难点：伯努利方程的建立。教 学 思路 与 教法 设 计3.83.8 实际流体总流的伯努利方程式及其应用讲解伯努利方程的物理意义，伯努利应用的条件，以及如何建立伯 努利方程式。（1515 分钟）介绍

15、孔板流量计和射流泵原理及分析过程。（3535 分钟）最后，结合几道具体的例题讲解，并做随堂练习。（4040 分钟）重庆科技学院工程流体力学教案课 后 分析教学内容和方法安排得当，学生对此部分内容找我较好。重庆科技学院工程流体力学教案授课时间班级授课顺序第 8 8 次课课题动量定理及其应用目 的 要求1 1、 掌握动量方程及其应用；2 2、了解动量矩方程。教 学 内容 要 占八、1 1、 动量定理及其应用2 2、动量矩定理及其应用重 占 难 占重点：动量定理及其应用。难点：教 学 思路 与 教法 设 计3.113.11 动量定理及其应用详细推导流体的动量守恒原理，并对动量定理的几种不同形式进行

16、分析，说明其各部分含义。利用动量方程对流体运动的几种典型情况进 行求解。（7070 分钟）简单介绍动量矩定理，以及它应用的方面。（1010 分钟）小结，布置本章习题：3-113-11； 3-143-14； 3-223-22； 3-273-27； 3-363-36。（ 1010 分钟）重庆科技学院工程流体力学教案课 后 分析学生对流体的受力分析理解不是很透彻。重庆科技学院工程流体力学教案授课时间班级热动普授课顺序第 9 9 次课课题习题课目 的 要求对所学的知识进行总结教 学 内容 要 占八、作业讲评重 占 难 占教 学 思路 与 教法 设 计重庆科技学院工程流体力学教案课 后 分析把学生没有掌

17、握透彻的知识，通过实例讲解进行分析，达到了预期 的效果。重庆科技学院工程流体力学教案授课时间班级授课顺序第 1010 次课课题流体在管路中的流动目 的 要求1 1、 掌握流体运动分两种类型及判别方法；2 2、正确理解层流和紊流的特征；3 3、了解沿程能量损失和局部能量损失的原因；4 4、掌握沿程能量损失的计算。教 学 内容 要 占八、1 1、管路中流体流动的两种状态2 2、能量损失的两种形式3 3、圆管中的层流流动重 占 难 占重点：恒定均匀流的沿程损失。 难点：恒定均匀流的沿程损失。教 学 思路 与 教法 设 计4 流体在管路中的流动介绍流体流动的主要方式。（1010 分钟）4.14.1 管

18、路中流体流动的两种状态介绍雷诺实验装置及实验过程，说明流动的三种不同状态：层流、湍流和过渡状态。并重点解释雷诺数和上、下临界流速等概念。（2525分钟）4.24.2 能量损失的两种形式利用公式说明流动阻力的两种形式： 沿程阻力和局部阻力。并利用 伯努利方程向学生解释清楚能量损失的具体物理含义。（2525 分钟）4.34.3 圆管中的层流流动利用牛顿内摩擦定律推导出圆管中的层流流动微分方程，并以此分别导出速度分布公式、流量公式以及切应力分布公式。（3030 分钟）课 后 分析通过多媒体动画演示实际流动状态，学生很容易理解。重庆科技学院工程流体力学教案授课时间班级授课顺序第 1111 次课课题流体

19、在管路中的流动目1 1、掌握圆管中的湍流流动；的 要2 2、掌握沿程阻力系数和局部阻力系数的确定；求3 3、了解管路计算原则和基本方法。教1 1、圆管中的湍流流动学内2 2、管中流动沿程阻力系数的确定容3 3、局部阻力系数的确定要占八、4 4、管路计算重占重点：沿程阻力系数和局部阻力系数的确定。难占难点：沿程阻力系数和局部阻力系数的确定。4.54.5 圆管中的湍流流动首先说明湍流与层流的本质区别，而后介绍研究湍流的统计时均法，主要解释概念：脉动、时均速度、时均值等。（1515 分钟）教由时均速度引出湍流流动的时均速度结构，着重介绍粘性底层厚学思度。并根据雷诺数大小说明水力光滑流动、水力粗糙流动

20、是湍流流动的路两种不同流动状态，并穿插介绍水力光滑管和水力粗糙管概念。（1515与分钟）教根据普朗特混和长度理论，推导出湍流切应力分布规律公式和断面法设速度分布公式。（1515 分钟）计4.84.8 管中流动沿程阻力系数的确定由管道沿程损失引出尼古拉兹实验，并说明参量间关系。尔后利用尼古拉兹曲线图说明流体流动在五个区域流动中入值的理论和经验公式计算方法。由此再说明莫迪图与尼古拉兹曲线图二者之间的关系，以及莫迪图的使用方法。（2020 分钟）4.94.9 局部阻力系数的确定介绍局部能量损失的三种形式，并说明产生局部能量损失的主要原 因。（5 5 分钟）详细讲解断面突然扩大的局部阻力系数计算方法及

21、过程。说明Zi和Z2代表的意义。（1010 分钟）小结，布置习题：4-84-8 ; 4-134-13。（ 1010 分钟）课 后 分 析内容较多，学生应该课下及时看书复习。重庆科技学院工程流体力学教案授课时间班级授课顺序第 1212 次课课题相似理论和量纲分析目 的 要求1 1、 掌握量纲分析法及其应用；2 2、掌握力学相似概念和主要相似准则的意义及应用。教 学 内容 要 占八、1 1、 相似理论2 2、量纲分析及其应用重 占 难 占重点：量纲一致原理及相似理论。难点：量纲一致原理应用。教 学 思路 与 教法 设 计相似理论详细讲解力学相似的概念，推倒主要的相似判据，重力相似判据、 粘性力相似

22、判据和压力相似判据（3030 分钟）量纲分析及其应用详细讲解布金汉定理。结合实例讲解布金汉定理的应用（5050 分钟）本章小结。（1010 分钟）重庆科技学院工程流体力学教案课 后 分析学生对布金汉定理的理解有一定难度。重庆科技学院工程流体力学教案授课时间班级授课顺序第 1313 次课课题压力管路目 的 要求1 1、 掌握压力管路的分类；2 2、掌握压力管路的水力计算；教 学 内容 要 占八、1 1、 压力管路的分类2 2、压力管路的水力计算重 占 难 占重点：串并联管路的水力计算。 难点：串并联管路的水力计算。教 学 思路 与 教法 设 计压力管路介绍压力管路在工程实际中的主要应用。（101

23、0 分钟）压力管路的分类（1010 分钟）长管的水力计算（2020 分钟）复杂管路的水力计算（5050 分钟）重庆科技学院工程流体力学教案课 后 分析基本完成本次课的相关内容。重庆科技学院工程流体力学教案授课时间班级授课顺序第 1414 次课课题压力管路目 的 要求1 1、掌握压力管路的水力计算；教 学 内容 要 占八、1 1、压力管路的水力计算重 占 难 占重点：分支管路的水力计算。难点：分支管路的水力计算。教 学 思路 与 教法 设 计压力管路复杂管路的水力计算（6060 分钟） 短管的水力计算（3030 分钟）重庆科技学院工程流体力学教案课 后 分析基本完成本次课的相关内容。重庆科技学院

24、工程流体力学教案授课时间班级授课顺序第 1515 次课课题孑 L L 口出流目 的 要求1 1、 掌握孔口出流的分类；2 2、掌握薄壁小孔出流的特征；教 学 内容 要 占八、1 1、 孔口出流的分类2 2、薄壁小孔口自由出流重 占 难 占重点：薄壁小孔出流。难点：薄壁小孔出流。教 学 思路 与 教法 设 计孔口出流介绍孔口出流在工程实际中的主要应用和研究方法。（1010 分钟）孔口出流的分类本节主要讨论孔口出流的一些基本概念：薄壁孔口、厚壁孔口、大 孔口、小孔口、自由出流、淹没出流。重点介绍薄壁孔口和厚壁孔口的 主要技术特征。（2020 分钟）薄壁小孔口自由出流分析推导薄壁小孔口自由出流时的各

25、个特征参数计算公式。（6060分钟）课后分析学生独立分析实际问题的能力还有欠缺。重庆科技学院工程流体力学教案授课时间班级授课顺序第 1616 次课课题一元不稳定流失目 的 要求1 1、了解水击的现象；2 2、了解水击压力计算和水击的防止。教 学 内容 要 占八、1 1、 水击的产生和水击波的传播2 2、水击的分类3 3、水击压力的计算4 4、水击的防止和利用重 占 难 占重点：水击的防止和利用难点：水击的防止和利用教 学 思路 与 教法 设 计充分利用多媒体软件的特点给学生演示水击的这个动画过程。结合实际的流体运动，再进行相关的理论知识分析。重庆科技学院工程流体力学教案课 后 分析课堂反应较好

26、。重庆科技学院工程流体力学教案授课时间班级授课顺序第 1717 次课课题非牛顿流体目 的 要求1 1、 掌握非牛顿流体的流变性和流变方程；2 2、塑性流体的流动规律；3 3、了解塑性流体的水力计算。教 学 内容 要 占八、1 1、 非牛顿流体的流变性和流变方程；2 2、塑性流体的流动规律。重 占 难 占重点：非牛顿流体的流变性和流变方程；塑性流体的流动规律。难点：塑性流体的流动规律教 学 思路 与 教法 设 计非牛顿流体介绍流变性的相关概念，以及非牛顿流体的流变曲线（2020 分钟） 重点讲解塑性流体的静止基本规律和运动规律，分析其流动状态， 以及与水头损失之间的关系。（4040 分钟）讲解钻井工程中，钻井泵压力和功率的相关计算。（2525 分钟）本章小结，布置本章习题：6-66