《流体力学I1》教学大纲

1、流体力学= 2 * ROMANIIFluid Dynamics = 2 * ROMAN II一、课程基本情况课程类别：学科基础课课程学分：3学分课程总学时：48学时，其中讲课：48学时，实验（含上机）：0学时，课外：0学时课程性质：必修开课学期：第3学期先修课程：大学物理、高等数学、线性代数适用专业：大气科学（大气探测方向）教 材：陈海山等编著，流体力学，气象出版社，2013；余志豪等编著，流体力学(第三版)，气象出版社，2004。开课单位：大气科学学院动力气象系二、课程性质、教学目标和任务本课程是大气科学专业本科生的一门学科基础课，是学习“天气学原理”，“动力气象学、“数值天气预报”等专业课

2、必须掌握的一门理论性、方法性较强的课程。该课程包括了一般流体力学的理论基础以及有关地球物理流体力学的部分知识，它是以流体为研究对象，是研究流体运动规律，以及流体与固体之间相互作用规律的一门学科。主要介绍了流体力学的基本概念、流体运动的基本方程、实验流体力学的基本原理和方法、涡旋动力学基础知识、流体波动的基本概念、旋转流体力学的基础知识、湍流的基本概念。通过本课程的学习，要求学生掌握流体力学的基本概念、基本规律和基本方法，培养学生的抽象思维能力，为专业课程的学习和从事科研工作奠定扎实的理论基础。三、教学内容和要求第1章 流体力学的基础概念（14学时）（1）理解流体的物理性质和宏观模型；（2学时）

3、（2）掌握描述流体运动的两种方法；（4学时）（3）掌握迹线和流线及其求解方法；（2学时）（4）掌握速度分解原理，掌握涡度、散度和形变率的概念及其应用；（6学时）重点：宏观理论模型；描述流体运动两种方法；涡度、散度。难点：流体的加速度；涡度、散度，形变率。第2章 流体运动的控制方程（8学时）（1）理解流体运动的能量方程；（2学时）（2）掌握流体的连续方程；（2学时）（3）掌握流体运动方程的建立；（4学时）重点：连续方程；质量力和表面力；纳维-斯托克斯运动方程；能量方程。难点：表面力；应力张量；能量方程。第3章 实验流体力学基本原理和方法（6学时）（1）了解量纲分析的基本概念法（2学时）（2）理解

4、流体力学的模型试验相似和和相似判据的概念（2学时）（3）理解无量纲方程和特征无量纲数；（2学时）重点：无量纲方程；特征无量纲数；量纲分析。难点：相似判据。第4章 流体涡旋动力学基础（6学时）（1）理解有旋无旋运动，了解速度势函数和流函数；（2学时）（2）掌握速度环流定理及其应用；（2学时）（3）掌握涡度方程及其应用；（2学时）重点：速度环流定理；涡度方程。难点：势函数和流函数；皮叶克尼斯定理应用。第5章 流体波动（6学时）（1）理解波动的概念；（2）（2）掌握重力表面波方程及其求解；（4学时）重点：波动的基本概念；重力表面波形成原因。难点：重力表面波形成原因。第6章 旋转流体动力学（8学时）（

5、1）理解普鲁德曼-泰勒定理；（2学时）（2）掌握旋转参考系中的流体运动方程；（2学时）（3）掌握旋转流体的无量纲方程和Rossby数；（2学时）（4）掌握地转流动的概念；（2学时）重点：旋转流体运动方程；旋转流体的无量纲方程；Rossby数；地转流动。难点：普鲁德曼-泰勒定理。四、课程考核（1）作业等：作业：6-8次，课程论文：0篇；（2）考核方式：闭卷考试（3）总评成绩计算方式：（平时成绩10%，期中考试成绩20%，期末考试成绩70%等综合计算）五、参考书目1、张兆顺等编著，流体力学，清华大学出版社，1999；2、吴望一编著，流体力学，北京大学出版社，1983；3、王宝瑞编著，流体力学，气象出版社，1988；4、余志豪等编著，流体力学习题解，气象出版社，1988；5、王振华，流体力学的基本理论，上海大学出版社，2002；6、Pij