流体力学课程教学大纲

1、流体力学课程教学大纲（Fluid Mechanics）一、课程概况课程代码：2202103学分：2学时：32（其中：讲授学时32，实验学时0，上机学时0）先修课程：高等数学，大学物理、理论力学适用专业：车辆工程专业建议教材：工程流体力学（第3版），黄卫星，化学工业出版社，2018.1课程归口：汽车工程学院课程的性质与任务：本课程是车辆工程专业的专业基础必修课。通过本课程的教学使学生掌握流体力学静力学、运动学和动力学的基本概念、基本原理及应用；掌握工程流体力学有关的计算方法和技能，具备应用工程流体力学知识对实际问题进行分析和计算的能力，从而为分析研究流体的流动规律及其相关流动过程，以及设计开发新

2、型高效的过程装备奠定必备的基础，也为学生将来从事工程流体力学相关的技术和科学研究工作打下坚实的基础。二、课程目标目标1. 掌握流体力学静力学、运动学和动力学的基本概念、基本原理及应用。目标2. 能够应用工程流体力学的基本知识和基本原理，建立流体运动过程的数学模型，并正确求解。目标3. 能够运用流体力学的质量守恒，动量守恒和能量守恒原理，为过程装备的流体流动，提供设计方案，并具有解决工程实际问题能力。本课程支撑专业人才培养方案中毕业要求1-2、毕业要求2-3、毕业要求12-1，对应关系如表所示。毕业要求指标点课程目标目标1目标2目标3毕业要求1-2毕业要求2-3毕业要求12-1三、课程内容及要求

3、（一）流体的力学性质1、教学内容（1）流体的连续介质模型；（2）流体的力学特性；（3）牛顿流体和非牛顿流体。2、基本要求（1）了解流体及其连续介质概念；（2）掌握流体的压缩性和黏性、牛顿内摩擦定律及其应用。（二）流体流动的基本概念1、教学内容（1）流场及流动分类；（2）描述流体运动的两种方法；（3）流线与迹线；（4）流体的运动与变形。2、基本要求（1）了解描述流体运动的两种方法：拉格朗日法和欧拉法；（2）掌握描述流体流动的一些基本概念，如定常流动与非定常流动、流线与迹线、流管、有旋流动和无旋流动等；（3）掌握流线方程和迹线方程的建立。（三）流体静力学1、教学内容（1）作用在流体上的力；（2）流

4、体静力学基本方程；（3）重力场中的静止液体；（4）非惯性坐标系中静止流体。2、基本要求（1）理解和掌握静止流体的质量力和表面力及其性质，了解流体静力学微分方程式过程，理解其物理意义；（2）掌握静止流场基本特性；（3）掌握重力场和非惯性坐标系中静止流体中的压力分布与物体受力，并能熟练应用于求解工程实际问题。（四）流体流动基本原理1、教学内容（1）系统和控制体；（2）质量守恒方程、动量守恒方程、动量矩方程；（3）能量守恒方程；（4）方程综合应用分析。2、基本要求（1）理解和掌握系统和控制体的概念的区别及联系；（2）掌握控制体系统的质量守恒方程、动量守恒方程、动量矩方程；（3）了解能量守恒方程及其应

5、用；（4）掌握伯努利方程及其应用。（五）不可压缩流体的一维层流流动1、教学内容（1）边界条件；（2）狭缝流动的分析；（3）管内流动分析。2、基本要求（1）了解流体流动常见的边界条件，掌握建立流动微分方程的基本方法；（2）掌握狭缝流动的分析方法，包括狭缝流动的微分方程、切应力与速度分布及水平狭缝压差流动阻力的计算等；（3）掌握管内流动分析方法，包括管内定常层流分析方法及管流阻力系数的计算。（六）流体力学的实验研究方法1、教学内容（1）流动的相似原理；（2）相似准则及其分析方法。2、基本要求（1）理解相似的概念、相似准则和对实验的指导意义；（2）掌握量纲分析方法及其初步运用；（3）了解模型实验方法

6、及内容。（七）管内流体流动1、教学内容（1）层流与湍流；（2）圆管内流动的阻力损失。2、基本要求（1）了解雷诺实验过程及层流、湍流的流态特点，熟练掌握流态判别标准；（2）掌握圆管层流基本规律，理解流动阻力的两种形式，掌握管路沿程损失和局部损失的计算。教学内容与课程目标的对应关系及学时分配如表所示。序号教学内容支撑的课程目标支撑的毕业要求指标点讲授学时实验学时1流体的力学性质目标11-2、2-3402流体流动的基本概念目标11-2、2-3503流体静力学目标11-2、2-3504流体流动基本原理目标1、2、31-2、2-3605不可压缩流体的一维层流流动目标2、32-3、12-1606流体力学的

7、实验研究方法目标2、32-3、12-1307管内流体流动目标2、32-3、12-130合计320四、课程实施（一）采用板书结合多媒体教学手段，配合例题的讲解及适当的思考题，保证讲课进度的同时，注意学生的掌握程度和课堂的气氛。（二）采用案例式教学，注重将理论与实际工程中的应用联系，激发学生的学习兴趣，培养学生利用专业知识解决实际工程问题的能力。（三）主要教学环节质量要求如表所示。主要教学环节质量要求1备课（1）掌握本课程教学大纲内容，严格按照教学大纲要求进行课程教学内容的组织。（2）熟悉教材各章节，借助专业书籍资料，并依据教学大纲编写授课计划，编写每次授课的教案。教案内容包括章节标题、教学目的、

8、教法设计、课堂类型、时间分配、授课内容、课后作业、教学效果分析等方面。（3）根据各部分教学内容，构思授课思路、技巧，选择合适的教学方法。2讲授（1）要点准确、推理正确、条理清晰、重点突出，能够理论联系实际，熟练地解答和讲解例题。（2）采用多种教学方式（如启发式教学、案例分析教学、讨论式教学、多媒体示范教学等），注重培养学生发现、分析和解决问题的能力。（3）能够采用现代信息技术辅助教学。（4）表达方式应能便于学生理解、接受，力求形象生动，使学生在掌握知识的过程中，保持较为浓厚的学习兴趣。3作业布置与批改学生必须完成规定数量的作业，作业必须达到以下基本要求：（1）按时按量完成作业，不缺交，不抄袭。

9、（2）书写规范、清晰。（3）解题方法和步骤正确。教师批改和讲评作业要求如下：（1）学生的作业要按时全部批改，并及时进行讲评。（2）教师批改和讲评作业要认真、细致，按百分制评定成绩并写明日期。（3）学生作业的平均成绩应作为本课程总评成绩中平时成绩的重要组成部分。4课外答疑为了帮助学生更好地理解和消化所学知识、改进学习方法和思维方式，培养其独立思考问题的能力，任课教师每周安排一定时间进行课外答疑与辅导。5成绩考核本课程考核的方式为闭卷笔试。有下列情况之一者，总评成绩为不及格：（1）缺交作业次数达1/3以上者。（2）缺课次数达本学期总授课学时的1/3以上者。（3）课程目标小于0.6。五、课程考核（一

10、）课程考核包括期末考试、平时及作业情况考核，期末考试采用闭卷笔试。（二）课程总评成绩=平时成绩30% +期末考试成绩70%。具体内容和比例如表所示。成绩组成考核/评价环节权重考核/评价细则对应的毕业要求指标点平时成绩平时作业 20%课后完成10-15个习题，主要考核学生对课程知识点的理解和掌握程度，计算全部作业的平均成绩再按20%计入总评成绩。 1-2，2-3考勤及课堂表现10%课堂表现包括：思考讨论题、随堂测试等，结合出勤情况，此部分按10%计入总评成绩。1-2，12-1期末考试成绩期末考试卷面成绩 70% 试卷题型可包括：选择题、判断题、填空题、简答题、计算题、综合应用题等；试题考查内容覆

11、盖流体力学的重要理论知识及其应用。此部分按70%计入总评成绩。 1-2，2-3，12-1（三）所有课程目标均需大于等于0.6，否则总评成绩不及格，需要补考或重修。每个课程目标达成度计算方法如下：式中：Ai=平时成绩占总评成绩的权重课程目标i在平时成绩中的权重，Bi=期末成绩占总评成绩的权重课程目标i在实验成绩中的权重。六、有关说明（一）持续改进根据学生课堂表现、作业和期末考试情况，并结合对学生的访谈反馈，改进教学内容和方法，更加清晰透彻地讲解理论知识，增加理论知识与工程案例的联系，提高学生学习兴趣，促进学生更好地掌握本课程地知识与提高相关能力，确保相应毕业要求指标点达成。（二）参考书目及学习资料1赵存有. 工程流体力学，哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2010.