流体力学课程教学大纲

1、流体力学课程教学大纲课程名称：流体力学英文名称：Hydromechanics课程编码：x2071521学 时 数：32其中实践学时数：4 课外学时数：0 学 分 数：2.0适用专业：土木工程一、课程简介流体力学是土木工程专业的一门专业基础课，内容包括流体的机械运动规律及其应用，包括矿流体静力学，流体运动学，流体动力学基础，流动阻力和水头损失，孔口、管嘴岀流和有压管流等内容。通过对流体静力学、流体动力学和流体水头损失的学习，为涉及到流体问题的土木工程构筑物提供理论基础，进而解决相应的应用问题。通过本课程的学习，使学生掌握流体力学的基本概念、基本理论、主要分析方法和相关的应用问题，并能与后续专业课

2、程紧密结合，培养学生分析问题、解决问题的能力。二、课程目标与毕业要求关系表课程目标毕业要求1.理解流体力学的基本原理，掌握作用在平面和曲面的流体总压力计算，掌握流体连续性方程，能量方程和动量方程的适用条件和计算方法，掌握水头损失的计算方法；掌握不同工程实例的流体力学应用。1-3，能够严谨推理复杂工程问题对应的分析模型的正确性，并能正确求解模型2.通过实验对流体力学各相关专业知识点的学习有着更深刻的认识，培养学生发现问题，分析问题和解决问题的能力。4.3能综合多学科专业知识，对实验结果进行分析和解释，获得研究土木工程复杂问题合理有效的结论，并能合理地应用于工程实践。三、课程教学内容、基本要求、重

3、点和难点（一）绪论 1. 教学内容流体力学研究对象和教学任务；流体的物理性质和作用在流体上的力。2. 基本要求（1）了解部分：流体力学的研究内容和研究方法；流体力学的发展历史；（2）理解部分：流体的连续性假设、质量力、牛顿内摩擦定律和液体的压缩性；（3）掌握部分：流体的连续性假设，液体的压缩性；（4）熟练掌握：牛顿内摩擦定律和质量力的概念。3. 重点和难点（1）重点：流体的物理性质；牛顿内摩擦定律；（2）难点：牛顿内摩擦定律的应用。（二）流体静力学1. 教学内容流体静力学的基本特点；作用在平面和曲面的静止总压力的计算。2. 基本要求（1）了解部分：静水压强特性和液体平衡微分方程；（2）理解部分

4、：压强的分类和测量、等压面、测压管水头和压力体；（3）掌握部分：静水压强分布图和压力体的绘制；（4）熟练掌握：作用平面上的液体总压力计算图解法和解析法；作用在曲面上的液体总压力计算。3. 重点和难点（1）重点：液体总压力计算；（2）难点：任意平面解析法的液体总压力计算和作用在曲面液体总压力计算。（三）流体运动学1. 教学内容流体运动描述：拉格朗日法和欧拉法；欧拉法的基本概念；连续性方程。2. 基本要求（1）了解部分：拉格朗日法和欧拉法；（2）理解部分：当地加速度和迁移加速度；流线和迹线；恒定流和均匀流；（3）掌握部分：流体三个要素；流管、过水断面、元流和总流。（4）熟练掌握：恒定流和均匀流的判

5、定；连续性方程的应用。3. 重点和难点（1）重点：恒定流和均匀流的判定和相应特点；连续性方程的应用；（2）难点：恒定流与均匀流与当地加速度和迁移加速的对应关系。（四）流体动力学基础1. 教学内容元流的伯努利方程；总流的伯努利方程和恒定总流的动量方程。2. 基本要求（1）了解部分：伯努利方程和恒定总流动量方程的推导过程；（2）理解部分：伯努利方程的物理意义和几何意义；毕托管和文丘里流量计的原理；（3）掌握部分：伯努利方程和恒定总流动量方程的适用条件；（4）熟练掌握：应用伯努利方程和恒定总流动量方程进行相关计算；3. 重点和难点（1）重点：伯努利方程和恒定总流动量方程的理解；（2）难点：伯努利方程

6、和恒定总流动量方程的应用。（五）流动阻力和水头损失1. 教学内容流动阻力和水头损失的分类；黏性流水流形态的判定；层流和紊流的沿程水头损失；局部水头损失；2. 基本要求（1）了解部分：水头损失的分类；（2）理解部分：水流形态的判断；雷诺系数的计算；层流和紊流；（3）掌握部分：湿周和水力半径；过水断面边界切应力的分布（4）熟练掌握：水头损失的计算方法。3. 重点和难点（1）重点：水流形态的判断和水头损失的计算；（2）难点：紊流沿程水头损失的分析与计算。（六）孔口、管嘴岀流和有压管流1. 教学内容孔口和管嘴岀流的计算问题；有压管流的计算。2. 基本要求（1）了解部分：孔口和管嘴岀流的特点；有压管流的

7、计算。（2）理解部分：孔口岀流和管嘴岀流的理论应用；短管和长管的特点。（3）掌握部分：薄壁小孔口恒定岀流和管嘴岀流；有压管流的分类。（4）熟练掌握：伯努利方程在孔口岀流和管嘴岀流中的应用。3. 重点和难点（1）重点：伯努利方程的应用。（2）难点：有压管流的水力计算问题。四、教学方式及学时分配序号主要内容主要教学方式学时分配辅导答疑比例一绪论课堂教学21:1二流体静力学课堂教学61:2三流体运动学课堂教学21:1四流体动力学基础课堂教学61:2五流动阻力和水头损失课堂教学41:2六孔口、管嘴岀流和有压管流课堂教学41:1七压强分布图和压力体课堂作业21:1八水流阻力测定和雷诺试验实验教学41:2

8、九伯努利方程和动量方程在工程中的应用课堂教学21:2五、课程其他教学环节要求（一）实验教学：（4学时）实验（1）：水流阻力测定实验（2）：雷诺试验（二）思考题与作业思考题（1）：什么是动力粘滞系数和运动粘滞系数？二者和哪写因素有关？思考题（2）：等压面的特点及其和单位质量力的关系？思考题（3）：压强分类？真空度的计算问题？思考题（4）：平面上的静水压强计算公式的适用条件？思考题（5）：曲面上静水总压力的计算步骤？思考题（6）：绘制压强分布图和压力体的注意事项？思考题（7）：恒定流和均匀流的特点？思考题（8）：流线和迹线的特点和区别，恒定流流线的特点？思考题（9）：伯努利的适用条件？思考题（10

9、）：水流对坝体和弯管冲击力的计算应用了哪些理论基础？思考题（11）：雷诺试验说明了现象？如何计算雷诺系数？思考题（12）：孔口岀流和管嘴岀流的区别？思考题（13）：短管和长管计算的异同点。六、本课程与其他课程的联系（一）先修课程：高等数学（二）后修课程：桥梁工程、基础工程等。七、建议教材及教学参考书目流体力学，刘鹤年，中国建筑工业出版社，2016。（二）参考书：1.流体力学，刘鹤年，中国建筑工业出版社，2016。2.流体力学，林建忠，清华大学出版社，2013。3.流体力学， HYPERLINK /writer/%E7%BD%97%E6%83%95%E4%B9%BE_1.html t _blank 罗惕乾，机械工业出版社，2017。八、课程考核方式与成绩评定办法（一）课程考核方式为：考试。（二）成绩评定方法：平时成绩*30%+实验成绩*20%+期末成绩*50%=总成绩，包括出勤、课堂作业、讨论题等考察环节。评价项目评价环节课程目标平时成绩（30分）考勤，作业（30分）理解流体力学的基本原理，掌握作用在平面和曲面的流体总压力计算，掌握流体连续性方程，能量方程和动量方程的适用条件和计算方法，掌握水头损失的计算方法；掌握不同工程实例的流体力学应用。充分体现课程目标1和2。实验成绩（20分）实习报告（20分）通过实验对流体力学各相关专业知识点的学习有着更深刻