《工程流体力学》课程教学大纲-2012版

《工程流体力学》课程教学大纲

课程名称：工程流体力学

英文名称：Engineering Fluid Mechanics 课程编码：51510019 学时/学分：36/2 课程性质：选修课

适用专业：机械设计制造及其自动化，过程装备与控制工程，材料成型与控制工程，车辆工程

先修课程：高等数学，理论力学

教 材：《工程流体力学》 高殿荣 吴晓明编写，机械工业出版社，2004

一、课程的目的与任务

本课程的性质：本课程是机械类专业的专业基础课，是研究流体平衡、运动及能量间内在联系与相互转换规律的一门学科，是一门以流体基础理论为主，结合一般工程技术的课程。学生通过本课程的学习后，能够获得流体力学方面基础理论的系统知识，实验技能和一定的分析、解决问题的能力。是后续专业课程学习的基础。

课程教学所要达到的目的是：1、使学生掌握流体静止及运动时的规律以及流体与固体之间的相互作用，并掌握这些规律在工程实际当中的应用，为后续专业课程的学习打下坚实的理论基础。2、通过课堂教学和实验课使学生对工程实践中有关的流体力学问题有较广泛而系统的理论知识、必要的实验技能和一定的分析和解决问题的实际能力。

二、教学内容及基本要求 1、绪论

工程流体力学的研究对象、内容和方法。 工程流体力学在工程实践中的应用。 2、流体的主要物理性质

流体的概念及连续介质假设。

流体的密度、重度、比体积与相对密度。 流体的热膨胀性和可压缩性。 流体的粘性。 3、流体静力学

作用于静止流体上的力。 流体静压强及其特性。

静止流体的平衡微分方程式。

重力作用下静止流体中的压强分布规律。 静压强的表示方法及其测量。 流体的相对静止。

静止流体对壁面作用力的计算。 4、流体运动学基础

研究流体运动的两种方法 流体运动中的基本概念 连续性方程式

5、流体动力学基础

理想流体的运动微分方程式 理想流体的伯努利方程式

实际流体总流的伯努利方程式及其应用 动量定理及其应用

6、流体在管路中的流动 管路中流体流动的两种状态 能量损失的两种形式 圆管中的层流流动 圆管中的紊流流动

管中流动沿程阻力系数的确定 局部阻力系数的确定 管路计算 7、孔口出流 孔口出流的分类 薄壁小孔口自由出流

厚壁孔口自由出流 8、缝隙流动

两固定平板间的层流流动

具有相对运动的两平行平板间的缝隙流动 环形间隙中的层流流动 9、气体的一元流动 声速和马赫数

可压缩气体的一元流动的基本方程式 三、课程的教学要求

课程整体要求

1 了解流体的基本概念及有关的力学性质

2 正确掌握流体静压力的基本规律及其应用以及液体对固体壁面的作用力。 3 明确理解流体运动的基本概念和基础理论。 4 能对有压管路定常液流进行分析计算。

5 能对孔口管嘴出流进行分析计算。 章节具体要求 1、绪论

工程流体力学的研究对象、内容、方法以及工程应用。 2、流体的主要物理性质

流体的定义、流体的密度和重度、流体的压缩性、流体的粘性及表示法。 3、流体静力学

流体静压强的定义和特性，静止流体的平衡微分方程式，静压强的分布规律，压强的表示方法及其测量，流体的相对平衡，流体对固体壁面的作用力。

4、流体运动学基础

研究流体运动的方法、流体运动的基本概念、连续性方程。

5、流体动力学基础

理想流体运动微分方程式、理想流体和实际流体的伯努里方程及其应用、动量方程及应用。

6、不可压缩流体在管路中的流动

层流和紊流、沿程阻力损失和局部阻力损失的计算、圆管中的层流流动、管路流动计算。

7、孔口出流

薄壁孔口与厚壁孔口出流公式及计算。 8、缝隙流动

平行平板间的层流流动、环形缝隙间的层流流动。 9、气体的一元流动

声速与马赫数、可压缩气体一元流动的基本方程式。 四、课程学时分配

讲 课 内 容 学 时 1、绪论 0.5 2、流体的主要物理性质 3、流体静力学 4、流体运动学基础 5、流体动力学基础 6、流体在管路中的流动 7、孔口出流 8、缝隙流动 9、气体的一元流动 10 机动 合 计 1.5 4 4 8 6 6 2 2 2 共36学时 说明：本课程的重点包括：流体的基本物理性质及其应用，静压强特点，流体静力学基本方程及其应用，描述流体运动的方法，流体运动学基本概念，流体动力学基本方程及其应用，管内流动状态，流动水力损失，内部管流的基本水力计算，流网的基本思想，外部流动的边界层概念与基本理论，边界层分离现象分析及其应用，绕流阻力与升力，气体动力学的基本概念及基本方程等。

本课程的难点包括：流体基本物理性质中的黏性，流体的相对平衡，静止流体对固体壁面的总压力，连续性方程的应用(二维以上)，伯努利方程的实质及其应用，动量方程的应用，紊流的动力学特点，两类水力损失的计算，微元流团的有旋运动，势函数和流函数的理解与计算，N-S方程的理解，边界层的理解及其分离现象分析，绕流阻力与升力，一元气体动力学的基本方程，超音速气流的冲波理论等。

五、课程习题的要求

本科程习题的基本要求是：巩固课堂讲授的理论知识和基本概念。锻炼独立思考和分析问题的能力。结合工程实际分析流体力学问题。习题的份量占自学时间的三分之一到四分之一，具体数量视习题难易程度而定。

六、考试大纲

1．考试性质：

工程流体力学时机械类专业本科生的专业基础课，主要考核评价考生流体力学基本原理的工程综合与分析能力，要求具有良好的流体力学基础。

2．考试方式、时间： 闭卷、笔试；120分钟 3．考察要点

流体的基本性质：流体力学的研究任务与方法，连续介质的概念，流体的密度、粘性概念。

流体静力学：静止流体的特性，流体静止的微分方程，静止流体的压强分析，作用力计算，流体的相对静止。

理想流体的动力学基本方程：理想流体运动微分方程式、理想流体和实际流体的伯努里方程及其应用、动量方程及应用。

不可压缩流体的管道流动，孔口出流，缝隙流动。 七、课程主要参考书

1．《流体力学》，张也影，北京，高等教育出版社，1986

2．《流体力学简明教程》，罗大海，诸葛茜主编，北京：高等教育出版社，1986 3. 《工程流体力学》，东北电力学院，薛祖绳主编．北京：中国电力出版社． 4. 《工程流体力学》，原沈阳电力高等专科学校，王喜魁主编．沈阳：沈阳电力高等专科学校出版社．

5. 《工程流体力学》(本科教材)，山东工业大学，孔珑主编．北京：中国电力出版社．

修订人：刘春波 审核人：薛东彬 批准人：马晓录

修订时间：2012年12月 审核时间：2012年12月 批准时间：2012年12月

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/8202.html