流体力学教学大纲G

《流体力学》

适用专业：飞行器动力工程 参考学时：32学时

参考书目：

1.流体力学，贾月梅，国防工业出版社

2.工程流体力学，李玉柱等，清华大学出版社 3.工程流体力学，袁恩熙主编，石油工业出版社 4.工程流体力学，孙文策等，大连理工大学出版社 5.工程流体力学，周云龙，中国电力出版社 6工程流体力学，李文科，中国科学技术大学出版社

一、说明

（一）本课程的教学目的与任务

本课程是为飞行器动力工程专业设置的专业选修课程，是继高等数学、理论力学、材料力学等基础课程后的一门专业基础课程，要求学生具有较好的数学和力学知识。

本课程的目的和任务是使学生通过本课程的学习获得流体力学的基本概念、基本原理和基本方法，掌握解决流体力学工程实际问题的基本方法和分析手段，为从事飞行器动力工程与流体动力学应用奠定必要的基础。

本课程的内容主要是以低速不压缩流体动力学为主，主要包括了流体静力学、流体动力学基础、量纲分析与相似理论、管中流动损失及计算、粘性边界层理论等内容。

（二）本课程的基本要求

1.了解流体力学的研究对象和分类，掌握流体力学的研究方法和应用范围。

2.掌握欧拉平衡方程、重力作用下流体的内压强分布，掌握静流体对平壁和曲壁的作用力计算。 3.掌握流体运动的连续方程、动量方程、动量矩方程，掌握理想流体的柏努利方程及其应用。 4.掌握量纲分析方法，相似理论和相似准则。

5.掌握圆管内流动损失计算，长管和短管水力计算，掌握孔口和管嘴泄流特性。 6.掌握理想不可压缩流体平面位流基本方程，平面势流叠加原理及其应用。

7.掌握层流、紊流特点及边界层特性和分离控制，平面不可压流体层流边界层的求解。 8.掌握可压缩理想气体流动基本方程，一维定常绝热流参数基本关系公式，气动函数及其应用。

（三）编写原则

1.本大纲根据高等教育对教学大纲总体要求编写。 2.本大纲严格按专业培养目标和教学计划编写制订。

3.本大纲在注重知识的系统性和完整性的前提下，考虑了课程广度及未来的发展。 （四）建议

1.本课程前修课程:《高等数学》、《大学物理》、《理论力学》、《航空概论》。 2.各章节的教学学时和内容可根据教学计划和教材适当酌情调整。

二、课时计划

三、教学内容

第一章 流体的性质

教学目的和要求：

1.了解流体力学的发展和应用。 2.掌握流体的压缩性、膨胀性和粘性。 3.掌握流线和迹线。 教学内容：

1. 流体力学的发展 2. 连续介质假设

3. 流体的压缩性和膨胀性。 4. 流体的粘性 5. 流线和迹线 教学重点与难点：

流体的压缩性、膨胀性和粘性，流体粘性及内摩擦，流线和迹线。

第二章 流体静力学

教学目的和要求：

1.掌握欧拉平衡方程、重力作用下流体的内压强。 2.掌握流体对平壁和曲壁的作用力计算。 教学内容：

1. 流体静压及其特性 2. 欧拉平衡方程

3. 重力作用下流体的内压强 4. 流体对平壁的作用力 5. 流体对曲壁的作用力 6. 流体静压测量

7. 物体在液体中的潜浮原理 教学重点与难点：

欧拉平衡方程，流体对平壁和曲壁的作用力。

第三章 流体动力学基础

教学目的和要求：

1. 掌握流体运动的连续方程、动量方程、动量矩方程。

2. 掌握理想流体的动量方程（Euler 方程）、理想流体的柏努利方程。 3. 掌握柏努利方程的应用。

教学内容：

1. 流体运动的描述及基本概念 2. 流体微团的运动分析 3. 雷诺输运定理 4. 连续方程

5. 积分形式的动量方程、动量矩方程 6. 理想流体的动量方程（Euler 方程） 7. 实际流体的动量方程（N-S方程） 8. 理想流体的柏努利方程 9. 实际流体的总流柏努利方程 10.柏努利方程的应用 11.能量方程

12.一维定常流动实例

教学重点与难点：

流体微团的运动分析，雷诺输运定理，连续方程，积分形式的动量方程、动量矩方程，微分形式的理想流体的动量方程（Euler 方程）和实际流体的动量方程（N-S方程），柏努利方程及其应用。 第四章 量纲分析与相似理论

教学目的和要求：

1. 掌握量纲分析方法。 2. 掌握相似理论、相似准则。 教学内容：

1. 物理方程的量纲齐次 2. 量纲分析方法 3. 相似现象及相似条件 4. 相似理论 5. 相似准则确定 6. 近似相似

教学重点与难点：

相似理论与相似准则确定。

第五章 管中流动损失与管路计算

教学目的和要求：

1. 掌握圆管中流动沿程损失和局部流动损失计算。 2. 掌握长管、短管的水力计算。 3. 掌握孔口和管嘴泄流特性。

教学内容：

1. 流动状态与流动损失分类

2. 圆管中充分发展层流流动及沿程损失计算 3. 圆管中湍流流动分析 4. 管内湍流时沿程损失 5. 局部流动损失计算 6. 长管的水力计算 7. 短管的水力计算 8. 孔口和管嘴泄流特性

教学重点与难点：

圆管中充分发展层流及湍流时沿程损失，局部损失计算，长管、短管水力计算。

第六章 不可压平面势流

教学目的和要求：

1. 掌握势函数和流函数。 2. 掌握平面势流叠加原理。 3. 掌握简单平面势流的叠加势流

教学内容：

1. 势函数和流函数

2. 平面势流叠加原理和几种简单的平面定常势流 3. 几种简单平面势流的叠加势流

教学重点与难点：

势函数和流函数的概念，平面势流叠加原理

第七章 粘性边界层理论

教学目的和要求：

1. 掌握边界层流动特性。

2. 掌握层流边界层和湍流边界层求解。

教学内容：

1. 边界层概念及特性 2. 边界层微分方程 3. 边界层积分方程

4. 边界层积分方程求解层流边界层 5. 边界层积分方程求解湍流边界层 6. 边界层分离及控制

教学重点与难点：

边界层流动特性，边界层积分方程及其应用

第八章 可压缩气体流动基础

教学目的和要求：

1. 掌握理想气体流动基本方程及边界条件。

2. 掌握一维定常绝热流参数的基本关系公式，气动函数及其应用。

教学内容：

1. 微弱扰动在气流中的传播

2. 理想气体流动基本方程及边界条件 3. 三种状态参数、速度系数 4. 气动函数及其应用

理想气体流动基本方程，三种状态参数、速度系数，气动函数应用。

（编写者：马震宇 教学重点与难点：

审核者：高长银）

流体力学

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