流体力学B教学大纲
流体力学-教学大纲
《流体力学》教学大纲一、课程性质与任务1.课程性质:本课程是安全工程专业的主要专业基础课程之一。
该课程的主要任务是使学生掌握流体运动的一般规律和有关的基本概念、基本原理、基本方法和一定的数值计算及实验技能,注意培养学生较好地分析和解决本专业中涉及流体力学问题的能力,为学习专业课程、从事专业技术工作或进行科学研究打下坚实的基础2.课程任务:本课程的目的是为安全工程专业学生提供学习专业课之前的重要的基础理论课程。
通过本课程的学习,要求学生能够掌握流体力学的一些基本原理,并要求能够学会理论联系实际分析和解决工程中各种流体力学方面的有关问题。
二、课程教学内容及要求注重基本理论、基本概念、基本方法的理解和掌握,只有这样才能对专业范围内的流体力学现象做出合乎实际的定性判断,进行足够精确的定量估计,正确地解决专业范围内的流体力学的设计和计算问题。
第一章绪论 (2学时)·流体力学的研究对象、任务和方法,流体力学的发展概况·作用在运动流体上的力,流体的主要力学性质,流体力学模型。
基本要求:掌握质量力、表面力、粘滞力的物理含义,研究流体力学的主要方法,流体力学模型。
重点:粘滞力的物理含义、牛顿内摩擦定律、流体的力学模型。
难点:惯性力是质量力,牛顿内摩擦定律的应用计算。
第二章流体静力学(4学时)·流体的静压强及其特性、流体静压强的分布规律、压强的计算基准和量度单位·流体平衡微分方程、液体的相对平衡·作用于平面的液体压力、作用于曲面的液体压力基本要求:流体静压强的概念、特性、分布规律;两种计算基准、量度单位;液柱测压计;作用在平面上的流体压力;作用在曲面上的流体压力;流体的平衡微分方程和相对平衡。
重点:等压面的概念,流体静压强的计算,作用在平面上的流体压力的计算。
难点:绝对压强和相对压强,作用在平面上的流体压力的计算,流体的平衡微分方程和相对平衡。
第三章流体运动学(2学时)·描述流体运动的两种方法,恒定流动和非恒定流动、流线和迹线、一元流动模型·连续性方程基本要求:描述流体运动的两种方法,基本概念,流动分类;连续性方程,重点:流线和迹线、一元流动模型难点:流线和迹线的区别,第四章流体动力学基础(6学时)流体运动微分方程、元流伯努利方程、总流能量方程及其应用·总水头线和测压管水头线总流动量方程基本要求:连续性方程,能量方程及其应用,动量方程,总水头线和测压管水头线,气流的能量方程,总压线和全压线。
《流体力学》教学大纲
《流体力学》教学大纲一、课程基本信息二、课程概述中文:本课程是工程力学专业的学类核心课程,以高等数学、理论力学、材料力学为前导课程,着重培养学生分析解决实际工程中流体力学问题的能力。
本课程主要包括流体的平衡、流体力学的基本方程、不可压缩无粘流动、涡旋运动、平面势流等,强调应用这些基本概念及定律分析与流体力学相关的工程问题,学生需了解流体力学的发展现状和趋势,理解流体力学中的基本概念、基本理论及基本定律,掌握流体力学的实验、分析与数值计算的基本技能与基本方法,并能灵活运用这些基本概念及定律分析与流体力学相关的工程问题。
通过学习本课程,让学生学会流体力学基本理论,获得解决流体工程问题的基本技能,锻炼和提升对复杂的流体工程问题进行简化,从而建立数学模型并进行求解的能力。
英文:This is a bas ic course for majors of engineering mechanics, aiming at students’ physical concepts and basic principles commonly used to analyze engineering problems related to fluid mechanics, thus laying a solid foundation for their research and design in aerospace, mechanical, civil, chemical, environmental and ocean. Theapplications of the dimensional and order analysis method in engineering are emphasized in this course. The study of this course develops the students’ ability to simplify the complex problems, prese nt and solve the mathematic model of related engineering problems. The main contents of this course are the basic equations of fluid mechanics, incompressible in-viscid flow, the motion of vortex, dimensional analysis, incompressible viscid flow. Prerequisites: Advanced Mathematics, Mathematics Physics Equation, Field Theory,Theoretical Mechanics,Mechanics of Materials.三、课程内容(一)课程教学目标设置本课程是为了让工程力学专业的学生对工程力学专业知识体系的重要组成板块之一的流体力学进行较为系统的学习,并深度掌握与理解,具备应用流体力学的基本知识和基本理论分析解决生产实际工程问题的能力。
流体力学教学大纲
中央广播电视大学“开放教育试点”土木工程专业(专升本)流体力学课程教学大纲中央广播电视大学2001年12月《流体力学》教学大纲第一部分大纲说明一、课程的性质与任务流体力学是中央广播电视大学“开放教育试点”工学科土建类土木工程专业的一门公共必修课程。
该课程的主要任务是使学生掌握流体(水流)运动的一般规律和有关的基本概念、基本原理、基本方法和一定的试验技能,注意培养学生发现和解决问题的能力,为学习专业课程、从事专业技术工作或进行科学研究打下基础。
二、课程的教学基本要求学生学完本课程后应达到下列基本要求:1.具有一定的理论基础。
正确理解流体力学的基本概念。
掌握连续性方程、能量方程、动量方程的应用。
掌握水流运动的分析方法。
认识量纲分析与实验的关系。
2.对工程中的一般流体问题具有分析和计算的能力。
3.掌握一定的实验技能与方法,具有测量运动参数、分析实验数据和编写实验报告的能力。
三、课程教学要求的层次有关定义、定理、性质、特征等概念的内容按“知道、了解、理解”三个层次要求;有关计算、解法、公式、法则等方法的内容按“会、掌握、熟练掌握”三个层次要求;实验按“观察、学会、能、测定、掌握、应用”六个层次要求。
第二部分学时、教学安排、教材与教学环节一、学时分配与学分1.学时分配本课程共72学时2.学分本课程共4学分。
二、教学安排流体力学课程安排在第三学期,一个学期完成全部教学任务。
三、文字教材根据远距离教育要求,本课程的文字教材以文字主教材和文字辅助教材两部分组成,并采用合一式编排。
文字教材是学生学习课程的主要用书,主教材部分的内容是课程的基本内容,是教学的主要依据。
辅教材部分的内容是对主教材相应内容进行归纳、总结,通过例题与习题,帮助学生理解和掌握课程的内容。
文字教材是学生获得知识和提高能力的重要媒体之一,教材的内容要具有科学性,概念叙述要准确无误,方法的阐述要详细,论证要清楚,要体现远程开放教育的特点,要适合成人、以业余学习为主的特点,要便于自学。
流体力学实验教学大纲
流体力学实验教学大纲流体力学实验教学大纲引言:流体力学是研究流体运动和流体力学性质的学科,对于工程领域的学生来说,掌握流体力学的基本理论和实验技能至关重要。
为了培养学生的实践能力和科学思维,流体力学实验教学是不可或缺的一部分。
本文将介绍一份流体力学实验教学大纲,旨在帮助学生全面掌握流体力学实验的基本内容和方法。
一、实验目的流体力学实验旨在帮助学生:1. 理解流体的基本性质和运动规律;2. 掌握流体力学实验的基本操作技能;3. 培养科学实验的观察、分析和判断能力;4. 培养团队合作和沟通能力。
二、实验内容1. 流体的基本性质实验a. 测量液体的密度和表面张力;b. 研究流体的压强和压力分布;c. 探究流体的黏性和黏度。
2. 流体静力学实验a. 研究流体的静压力和压力分布;b. 探究浮力和浮力原理;c. 测量流体的压力中心和压力力矩。
3. 流体动力学实验a. 研究流体的速度和流量;b. 探究流体的雷诺数和流动稳定性;c. 测量流体的流速分布和流体动量。
4. 流体实验的数据处理和分析a. 使用实验数据进行曲线拟合和误差分析;b. 运用统计方法对实验结果进行处理;c. 利用图表和报告呈现实验结果。
三、实验要求1. 实验前的准备a. 提前阅读实验教材和实验指导书;b. 学习相关实验操作技巧;c. 熟悉实验仪器和设备的使用方法。
2. 实验过程中的注意事项a. 严格遵守实验室安全规定;b. 注意实验操作的准确性和稳定性;c. 记录实验数据和观察结果。
3. 实验后的总结与报告a. 对实验结果进行分析和总结;b. 撰写实验报告,包括实验目的、方法、结果和分析;c. 参与实验小组的讨论和交流。
四、实验评价1. 实验报告的评分标准a. 实验目的和方法的描述准确性;b. 实验数据的收集和处理能力;c. 实验结果的分析和结论的合理性;d. 实验报告的格式和语言表达。
2. 实验操作的评分标准a. 实验操作的准确性和技巧;b. 实验数据的准确性和稳定性;c. 实验仪器和设备的使用方法。
流体力学教学大纲
《流体力学》教学大纲课程名称:流体力学英文名称: Fluid Mechanics一、本课程的地位、作用与任务《流体力学》是机械工程专业的一门技术基础课程,是研究流体静止和运动的力学规律,以及在工程中的应用。
课程着重阐明流体力学的基本物理现象、基本概念、基本原理和规律,及这些规律在工程实际问题中的应用,同时培养学生分析、解决问题的能力。
通过本课程的学习,为学生今后从事机械工程领域的科研工作奠定基础。
二、课程内容与基本要求(一)绪论1.学习内容:流体的主要力学性质,作用在流体上的力,流体的力学模型。
2.学习重点和难点:重点是流体的主要力学性质中的粘性;难点是应用牛顿内摩擦定律求解粘性切应力。
3.学习目的和要求:通过本章的学习,必须了解流体力学研究的内容,流体的压缩性和热胀性的计算公式,粘性及粘性力,流体的表面张力。
掌握用牛顿内摩擦定律求解在不同条件下粘性切应力的方法。
(二)流体静力学1.学习内容:流体静压强及其特性、分布规律,压强的计算基准和量度单位,作用于平面、曲面的液体压力,流体平衡微分方程,流体的相对平衡。
2.学习重点和难点:重点是流体压强的分布公式,作用于平面、曲面液体压力的计算公式及方法,以及流体处于相对平衡时流体压强的分布规律;难点是流体作用于平面时压力作用点的位置计算,作用于曲面时压力体的计算,处于相对静止时流体压强分布规律的计算。
3.学习目的和要求:通过本章的学习,掌握静止流体的压强计算,掌握计算静止流体在平面上的压力大小、方向及作用点的方法,掌握计算静止流体在曲面上作用力的水平分量、竖直分量、合压力的作用方向。
了解利用流体的平衡微分方程,对处于相对平衡状态下流体的压力分布公式进行推导。
(三)流体运动学基础1.学习内容:描述流体运动的两种方法,流体动力学的基本概念、连续性方程。
2.学习重点与难点:重点是流体质点加速度的计算公式,流线和迹线的异同,定常流和非定常流、均匀流、渐变流、急变流的定义;难点是连续性方程的公式推导及应用。
流体力学课程教学大纲
流体⼒学课程教学⼤纲《流体⼒学》课程教学⼤纲⼀、课程基本信息1、课程代码:03300102、课程名称(中/英⽂):流体⼒学/Fluid Dynamics3、学时/学分:48/64、先修课程:⾼等数学 (上、下)、理论⼒学,1110011/1110012/06100405、⾯向对象:热能与动⼒⼯程专业和机械设计制造及其⾃动化专业的本科⽣6、开课院(系):航海学院机械⼯程与⾃动控制系7、教材、教学参考书:教材:《流体⼒学》、景思睿张鸣远编著、西安交通⼤学出版社、2001年7⽉;教学参考书:《⼯程流体⼒学》、归柯庭等编著、科学出版社、2003年7⽉;《流体⼒学》、吴望⼀主著、北京⼤学出版社、1983年3⽉。
⼆、课程性质和任务《流体⼒学》为⾮流体⼒学专业的机械制造、动⼒⼯程、能源、环境与化学⼯程等类专业的重要技术基础课。
通过本课程讲述将使学⽣掌握基础的流体⼒学知识,并对后续专业课程的学习及相关专业⼯作的开展奠定初步的流体⼒学理论基础。
三、教学内容和基本要求《流体⼒学》课程在内容设置上既着眼于本科⽣未来⼯作和⾼技术发展的需要,也兼顾到本科⽣急需掌握的基础理论和基础专业知识。
主要讲述内容包括:流体及其物理性质,流体静⼒学、流体运动⼒学基础、流体动⼒学基础、相似原理与量纲分析、理想不可压缩流体的定常流动、通道内的粘性流动、粘性不可压流体绕物体流动等。
本课程讲述总计需48学时,具体教学内容和基本要求如下: 第⼀章流体及其主要物理性质(4)主要内容:1、流体与连续介质模型;2、流体的黏性;3、流体的可压缩性;4、作⽤在流体上的⼒。
基本要求:掌握流体的基本物理性质;理解连续介质模型的含义。
第⼆章流体静⼒学(6)主要内容:1、流体静压强及其特性;2、静⽌流体平衡微分⽅程式;3、重⼒场中静⽌流体内的压强分布及压强测量;4、作⽤在平⾯上的流体静压⼒;5、作⽤在曲⾯上的流体静压⼒及浮⼒。
基本要求:掌握流体静压强的基本特性;掌握流体静⼒学的基本原理;了解压强常⽤的测量⽅法;掌握平⾯及曲⾯上流体静压⼒的计算。
教学大纲-流体力学
教学大纲-流体力学《流体力学》教学大纲课程编号:081082A课程类型:专业基础课总学时:32 讲课学时:32 实验(上机)学时:0学分:2适用对象:安全工程先修课程:高等数学、大学物理、工程力学一、课程的教学目标通过本课程的教学与实践,使学生具备下列能力:目标1:掌握流体运动的一般规律和有关的概念,基本理论、分析方法、计算方法,并能在工程应用中熟练适用。
目标2:掌握流体静力学、流体动力学的基本原理和基本方程,能在解决复杂工程问题时熟练运用,注重学生分析问题和解决问题能力的培养,注重学生探索精神和创新意识的培养。
二、课程教学与毕业要求的对应关系2、课程教学过程与毕业要求的对应关系四、教学内容第一章绪论(1.2、2.1)1.1 概述流体力学定义、任务、研究方法;学习流体力学的意义;流体力学的发展简史1.2 流体的连续介质模型1.3 流体的主要物理性质惯性、重力特性、粘性、压缩性。
液体表面张力;表面张力系数,量纲,单位;毛细现象1.4作用在液体上的力课程的考核要求:了解流体力学研究任务、研究方法,理解连续介质假设,熟悉流体的主要物理属性,掌握流体力学对力的分类方法。
教学重点、难点:教学重点内容包括连续介质假设的内容,引入假设的优点;流体的粘性及牛顿内摩擦定律;作用于流体上的力。
第二章流体静力学(1.2、2.1)2.1 静止流体的应力特征压强定义;静止流体压强特性2.2静止流体的平衡微分方程欧拉平衡微分方程;欧拉平衡微分方程综合表达式;等压面2.3重力作用下的液体的压强分布水静力学基本方程;有关压强的基本概念2.4作用于平面上的静水总压力大小;方向;压力中心2.5作用于曲面上的静水总压力水平分力;铅垂分力,压力体;总压力;压力中心课程的考核要求:熟悉静水压强的两个特征;熟悉相对压强、绝对压强、真空压强的定义与相互关系;熟悉等压面的概念及等压面的特性;灵活运用水静力学基本方程及等压面概念求解静止流体中任一点的压强;会画静水压强分布图及压力体图;掌握平面及曲面静水总压力的计算方法教学重点、难点:静水压强分布图的绘制;平面上静水总压力的计算;曲面静水总压力的水平分力的压强分布图画法及其计算;曲面静水总压力的铅垂分力的压力体图画法及其计算。
流体力学B 教学大纲
流体力学B一、课程说明课程编号:120712X10课程名称:流体力学B/Fluid Mechanics B课程类别:公共基础课学时/学分:48/3(其中:实验学时6)先修课程:理论力学、材料力学(或工程力学)适用专业:矿物加工工程等专业教材:流体力学,王英、主编,中南大学出版社,2015(第1版)教学参考书:1. 应用流体力学,毛根海主编,高等教育出版社,2006(第1版)2. 流体力学(第二版),龙天渝、蔡增基主编,中国建筑工业出版社,20133. Fluid Mechanics (Fifth Edition)(影印版),Frank M. White,清华大学出版社,2005二、课程设置的目的意义流体力学是力学的一个分支,是一门研究流体静止和运动的力学规律,及其在工程技术中应用的课程。
它既有力学学科的系统性和完整性,又有鲜明的工程、专业应用特点。
课程设置的目的是通过这门课程的各种教学环节,使学生掌握流体在静止和运动状态下的力学规律及其基础理论、进行流体力学计算的基本方法和流体力学实验的基本操作技能,为学好专业课程和以后从事专业工作中解决有关流体力学问题及进一步钻研打下必要的基础。
三、课程的基本要求知识:掌握流体的主要物理性质,流体静压强的分布规律,连续性方程、能量方程、动量方程及其应用,损失计算方法,孔口和管嘴出流、管路的流量计算,明渠流特性及其流态判别方法,渗流基本定律,相似准则及量纲分析法等知识。
学会根据流体的运动特性建立相应的三大基本方程,并联立求解,同时结合损失计算方法,形成划定研究对象-对研究流体列写相关方程-确定相关参数的基本计算框架;学会利用相似原理和量纲分析法建立实验模型并拟合出相关公式。
能力:针对不同流体特性,具备建立相应流体研究模型的能力;掌握流体静压强分布规律,针对实际案例绘制出受压图形,提高分析受力的能力;通过三大方程的学习,将其推广应用于解决实际工程案例问题;在对典型工程问题的讨论中培养创新意识,提高分析、研究和解决问题的能力;在试验中提高动手能力,建立试验模型并根据实验结果探究分析实验现象的能力。
《流体力学》教学大纲
《流体力学》教学大纲第一章绪论了解流体力学的任务、与科学及工程技术的关系、在推动社会发展中的作用;了解流体力学的研究方法。
第二章流体及其物理性质理解质点、质元概念和连续介质假设;理解流体的主要物理性质,特别是易变形性和粘性;掌握牛顿粘性定律和粘度计算;了解无粘性流体与粘性流体、可压缩流体与不可压缩流体分类。
第三章流动分析基础理解描述流体运动的数学方法,理解描述流体运动的几何方法;掌握流线和迹线方程;掌握流体质点导数表达式;了解流体的变形特性;理解流体分类,掌握层流和湍流判别。
第四章微分形式的基本方程理解微分形式的连续性方程;理解作用在流体之上的力;理解N-S 方程及其意义;掌握静止重力流体中的压强分布规律及计算;了解运动流体中的压强分布特点。
第五章积分形式的基本方程掌握积分形式的连续性方程及其应用;掌握伯努利方程及其应用;掌握积分形式的动量方程及其应用;了解动量矩方程和能量方程。
第六章量纲分析与相似原理掌握量纲分析法及其应用;理解相似概念和相似原理;掌握重要的相似准则数及应用。
第七章流体的平衡掌握流体静力学基本方程;了解相对平衡问题;掌握静止流体对平壁和曲壁总压力计算;了解浮力和稳定性。
第八章不可压缩粘性流体平面势流了解无粘性流体无旋流动一般概念;掌握速度势、流函数概念和计算;理解平面势流和基本解;了解绕机翼和叶栅的平面势流。
第九章不可压缩粘性流体内流了解管道入口段流动;理解二元平板间粘性流动;掌握圆管泊肃叶公式及其应用;了解湍流概念;掌握圆管沿程损失计算;理解局部损失概念;了解明渠均匀流。
第十章不可压缩粘性流体外流理解边界层概念和普朗特边界层方程;掌握边界层厚度计算;掌握无压强梯度平板边界层近似计算;理解边界层分离概念;理解绕流物体阻力;了解自由湍流射流。
第十一章可压缩流体流动基础理解声速、马赫锥与激波概念;掌握等熵流伯努利方程和气动函数计算;理解一维变截面管定常等熵流动;了解摩擦与热交换等截面管道流;掌握正激波气动函数计算;了解二维超声速流动。
流体力学B教学大纲
《流体力学》教学大纲学分:2.5学分学时:40学时先修课程:《大学物理》、《高等数学》适用专业:土木工程专业一、课程的性质与任务课程性质:流体力学是动力、能源、航空、环境、暖通、机械、土木、力学等专业的重要基础课。
课程任务:通过本课程的学习,使学生掌握液体运动的一般规律和有关的基本概念与基本理论,学会必要的分析计算方法和一定的实验技术,为专业课的学习、解决工程中流体力学问题、获取新知识和进行科学研究打下必要的基础。
二、教学方法与形式理论教学:主要采用课堂多媒体讲授,以讲授式、启发式教学为主。
三、课程的基本内容及要求第一章:绪论教学内容:流体力学定义、任务,液体的连续介质假设,液体的主要物理性质,作用于液体上的力。
教学要求:掌握液体的主要物理性质,了解作用于液体上的力。
重点难点:液体的主要物理性质。
第二章:流体静力学教学内容:静水压强及其特性,液体平衡微分方程及其积分、等压面,重力作用下的静水压强基本方程及其物理意义,压强的两种基准和三种表示方法,压强分布图,量测压强的仪器,几种质量力同时作用时的液体的平衡,作用于平面上的静水总压力及压力中心作用于曲面上的静水总压力。
教学要求:掌握水静压强的确定及平面和曲面上总压力的计算,对Euler平衡微分方程理解其在相对平衡中的应用,测量压强的仪器和方法以及等压面原理、压强三种表示方法和两种基准等的实用意义。
重点难点:静水压强的确定及平面和曲面上总压力的计算。
第三章:流体运动学教学内容:描写流体运动的二种方法,运动要素等一些基本概念,运动的分类,液体运动的连续性微分方程,元流的连续性方程,恒定总流的连续方程,流体微团运动的基本形式,恒定平面势流。
教学要求:正确理解有关液体运动的一些基本概念及其物理意义,了解液体微团运动形式,描述流体运动的两种方法等。
重点难点:连续性方程。
第四章:液体动力学基础教学内容:欧拉运动方程,理想液体元流及实际液体元流的能量方程及其物理意义,渐变流概念,恒定总流能量方程及其应用条件和应用举例,恒定总流动量方程及其应用。
《流体力学》课程教学大纲
《流体力学》课程教学大纲《流体力学》课程教学大纲《流体力学》是能源与动力工程专业的一门主要技术基础课,是该专业工程技术人员必须掌握的知识。
它是研究流体平衡、运动及能量间内在联系与相互转换规律的一门学科,以流体基础理论为主,结合一般工程技术的课程。
通过本课程的理论学习,使学生具备如下知识和能力:1.学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,具备基本的抽象思维基本能力,培养学生整体思维、融会贯通、学会学习的能力。
2.掌握基本概念、基本的计算方法;流体静止和相对平衡时压强的分布规律及计算方法;粘性流体运动的基本概念、基本方程、阻力损失的计算以及流体与固体之间的相互作用;熟悉边界层的基本概念和流体绕物体流动阻力及产生的原因;熟悉流体平面流动的流函数、速度势函数与叠加原理;完全气体一维流动的基本方程和基本方程的应用。
3.培养能够运用流动的分析方法解决工程实际的设计计算及分析问题的能力。
二、课程教学的内容及学时分配1、课程理论教学内容及要求《流体力学》课程主要以讲授、讨论、分析计算为主,以课堂测验、作业为辅。
课堂教学将利用MOOC平台和先打通讯工具辅助教学,调动学习积极性,提高教学效率。
本课程目标、知识单元与学时分配见表1。
表1 课程目标、知识单元与学时分配2、课程实验教学内容及要求本课程实验注重基础知识、基本技能的培养,以加强学生基本实验操作训练,增强感性认识,以期达到用所学理论知识解决实际问题的能力,为学生适应社会各方面工程实际需要打下良好的基础,使学生初步具备分析、整理实验数据的能力。
通过实验,使学生具备如下知识和能力:1)、学会设备操作、报告撰写基础知识,培养学生在实验中提出问题、分析问题、解决问题的能力和对实验数据的综合处理、归纳分析、得出实验结论的能力。
2)、通过该实验课的基本训练,使学生学会正确使用各种常规的仪表,训练学生的实际动手能力。
本课程实验学时共6学时,设3个实验,如表2所示。
三、课程教学方法课程教学以课堂讲授为主,结合实验、作业、微课,MOOC课与相应的资源,配合多媒体课件等共同完成课堂授课内容。
流体力学课程教学大纲
《流体力学》课程教学大纲一、课程基本信息二、课程目标(一)总体目标:本课程是一门重要的基础理论课程,同时也是机械工程等相关专业的专业技能基础课。
通过学习本课程,学生将能够正确理解和掌握流体力学的基本概念、基本理论和基本方法。
这将有助于培养学生独立地分析和解决从工程实践中简化出来的流体力学问题的能力,为进一步学习专业课程、从事技术工作、拓展新知识、进行涉及流体的科学研究以及解决机械领域复杂工程问题奠定坚实的基础。
(二)课程目标:课程目标1:1.掌握流体在静止状态下的力学分析方法,了解流体与固体之间的相互作用力,熟悉流体运动的数学描述和几何表示方法。
培养学生对流体微团运动变形的分析能力,熟练运用连续方程求解简易模型的流体特性。
具备在机械设计领域建立数学模型并求解的能力。
1.2 掌握雷诺运输公式,根据质量、动量和能量守恒原理,推导连续方程、能量方程和动量方程的微分和积分形式;熟悉理想流体运动欧拉方程、伯努利方程及其积分和微分形式。
通过这些知识,培养学生在机械设计和测控方面的实际技能,确保他们能够运用流体力学知识建立数学模型并解决复杂的工程问题。
课程目标2:2.1 熟悉流体力学中的量纲分析方法和动力相似分析方法,了解通过实验和理论相结合的方式来探索流动过程规律。
培养学生运用量纲分析和动力相似理论解决简单流动问题的能力;并能运用流体力学原理,识别和提炼机械产品设计方面的复杂工程问题。
2.2掌握不可压缩粘性流体的N-S方程,明确湍流的概念;掌握圆管湍流运动特性和管道阻力的计算,以及流体的阻力和阻力系数的计算;借助流体力学实验,具备机械工程中测控领域复杂工程问题的提炼和解决能力。
课程目标3:掌握流体力学相关实验,了解现代流体力学模拟技术的最新动态,了解主流计算流体力学(CFD)工业领域的应用;能针对具体的机械工程专业中的流体力学问题,开发或选用合适的计算软件、仿真软件等进行模拟和预测。
(三)课程目标与毕业要求、课程内容的对应关系表1:课程目标与课程内容、毕业要求的对应关系表三、教学内容(四号黑体)(具体描述各章节教学目标、教学内容等。
《流体力学》教学大纲
《流体⼒学》教学⼤纲《流体⼒学》教学⼤纲⼀、基本信息⼆、教学⽬标及任务“流体⼒学”作为环境⼯程专业的专业基础课,是连接前期基础课程和后续专业课程的桥梁。
学⽣通过该课程的学习,掌握流体的基本性质,流体静⽌与运动的规律及流体与边界的相互作⽤、明渠流、管流、堰流等知识,具备流体计算(⽔⼒计算)的基本技能,为解决环境⼯程专业中的相关流体⼒学问题奠定基础。
本课程⽀撑环境⼯程专业毕业要求、、、、和。
三、学时分配教学课时分配四、教学内容及教学要求绪论第⼀节流体⼒学的任务和发展简史第⼆节连续介质假定与流体的主要物理性质. 连续介质假设.流体的主要物理性质习题要点:⽜顿内摩擦定律的理解与应⽤第三节作⽤在流体上的⼒习题要点:质量⼒与表⾯⼒的概念第四节流体⼒学的研究⽅法本章重点、难点:黏性、⽜顿内摩擦定律、质量⼒、表⾯⼒、连续介质概念。
本章教学要求:了解流体⼒学的发展简史,了解本课程在专业及⼯程中的应⽤;掌握流体主要物理性质,特别是黏性和⽜顿内摩擦定律;理解作⽤在流体上的⼒;掌握连续介质、不可压缩流体及理想流体的概念;了解研究流体运动规律的⼀般⽅法。
第⼀章流体静⼒学第⼀节流体静压强特性第⼆节流体平衡微分⽅程. 流体平衡微分⽅程. 流体平衡微分⽅程的积分. 等压⾯习题要点:流体平衡微分⽅程的推导第三节流体静⼒学基本⽅程. 流体静⼒学基本⽅程. 压强的表⽰⽅法3.测压计习题要点:流体静⼒学基本⽅程的应⽤,压强表⽰与计算第四节液体的相对平衡. 液体的相对平衡. 液体的相对平衡在⽣产中的应⽤习题要点:等压⾯⽅程,压强分布规律第五节作⽤在平⾯上的液体总压⼒. 图解法. 解析法习题要点:平⾯静⽔总压⼒的计算第六节作⽤在曲⾯上的液体总压⼒习题要点:曲⾯静⽔总压⼒的计算本章重点、难点:静压强及其特性,点压强的计算,静压强分布图,压⼒体图,作⽤于平⾯壁和曲⾯壁上的液体总压⼒,流体平衡微分⽅程的建⽴与应⽤。
本章教学要求:理解流体静压强的概念;掌握静⽔压强的特性,压强的表⽰⽅法及计量单位;掌握流体微分⽅程及其物理意义;掌握液柱式测压仪的基本原理;熟练掌握平衡流体静压强的分布规律及点压强的计算⽅法;掌握作⽤于平⾯壁和曲⾯壁上的液体总压⼒的计算。
流体力学实验教学大纲
流体力学实验教学大纲01.教学单位名称:机械科学与工程学院02.实验中心名称:机械电子工程实验室03.课程名称:流体力学04.课程代码:41212105.课程类别:学科基础课06.课程性质:必修07.课程学时:70学时,其中含实验6学时。
08.课程学分:409.面向专业:工程力学10 .实验课程的教学任务、要求和教学目的流体力学作为工程力学专业的一门学科基础课,流体力学实验是流体力学课程中一个重要的教学环节。
流体力学理论通过实验得以验证和检验,使学生掌握流体力学的基本概念、基本理论和解决流体力学问题的基本方法,具备一定的实脸技能,培养分析和解决工程实际中有关流体力学问题的能力。
本实验课的目的是使学生在实验中观察水流现象,增强感性认识,巩固理论知识的学习;通过量测实验验证所学流体力学原理,提高理论分析的能力;学会和使用基本仪器的方法,掌握一定的实验技能,了解现代测量技术;培养分析实验数据、整理实验成果和编写实验报告的能力。
11 .学生应掌握的实验技术及实验能力(1) 了解流体的一些性质,如易流性、压缩性、粘性等。
(2)掌握描述流体运动的两种方法:欧拉法和拉格朗日法,并熟悉两种方法之间的转换。
(3)掌握流体动力学积分形式的控制方程及应用。
(4)掌握流体动力学微分形式的控制方程;定常流中的几个常用公式;定常流体控制体积分型守恒方程的应用。
(5)掌握流体静力学的基本方程和积分及其应用。
(6)掌握理想流体运动学的理论分析方法和计算方法以及理想流体的性质。
(7)掌握不可压缩流体的平面和轴对称无旋运动的基本方法和理论。
(8)能进行液流有关参量测试,具有分析实验数据和编写实验报告的能力。
12.开设实验项目[1]王辉等编.工程流体力学实验指导书自编200001[2].毛根海等.流体力学实验CA1浙江大学14.考核要求、考核方式及成绩评定标准本课程共70学时,其中实验6学时,占总学时的8.5%。
教学成绩占本课程总成绩90%。
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《流体力学》教学大纲
学分:2.5学分
学时:40学时
先修课程:《大学物理》、《高等数学》
适用专业:土木工程专业
一、课程的性质与任务
课程性质:流体力学是动力、能源、航空、环境、暖通、机械、土木、力学等专业的重要基础课。
课程任务:通过本课程的学习,使学生掌握液体运动的一般规律和有关的基本概念与基本理论,学会必要的分析计算方法和一定的实验技术,为专业课的学习、解决工程中流体力学问题、获取新知识和进行科学研究打下必要的基础。
二、教学方法与形式
理论教学:主要采用课堂多媒体讲授,以讲授式、启发式教学为主。
三、课程的基本内容及要求
第一章:绪论
教学内容:流体力学定义、任务,液体的连续介质假设,液体的主要物理性质,作用于液体上的力。
教学要求:掌握液体的主要物理性质,了解作用于液体上的力。
重点难点:液体的主要物理性质。
第二章:流体静力学
教学内容:静水压强及其特性,液体平衡微分方程及其积分、等压面,重力作用下的静水压强基本方程及其物理意义,压强的两种基准和三种表示方法,压强分布图,量测压强的仪器,几种质量力同时作用时的液体的平衡,作用于平面上的静水总压力及压力中心作用于曲面上的静水总压力。
教学要求:掌握水静压强的确定及平面和曲面上总压力的计算,对Euler平衡微分方程理解其在相对平衡中的应用,测量压强的仪器和方法以及等压面原理、压强三种表示方法和两种基准等的实用意义。
重点难点:静水压强的确定及平面和曲面上总压力的计算。
第三章:流体运动学
教学内容:描写流体运动的二种方法,运动要素等一些基本概念,运动的分类,液体运动的连续性微分方程,元流的连续性方程,恒定总流的连续方程,流体微团运动的基本形式,恒定平面势流。
教学要求:正确理解有关液体运动的一些基本概念及其物理意义,了解液体微团运动形式,描述流体运动的两种方法等。
重点难点:连续性方程。
第四章:液体动力学基础
教学内容:欧拉运动方程,理想液体元流及实际液体元流的能量方程及其物理意义,渐变流概念,恒定总流能量方程及其应用条件和应用举例,恒定总流动量方程及其应用。
教学要求:掌握恒定总流的能量方程、动量方程,能较灵活地综合运用连续性方程、能量方程和动量方程解决一般工程实际问题,了解液体运动微分方程(欧拉方程和N-S方程)。
重点难点:恒定总流的能量方程、动量方程。
第五章:量纲分析和相似原理
教学内容:量纲及量纲和谐原理,瑞利法和π定理,力学相似,相似准则,模型试验(雷诺模型、佛劳德模型)。
教学要求:掌握量纲和谐原理,力学相似准则,正确理解量纲分析法,力学相似概念和主要相似准则的意义及用途。
重点难点:量纲和谐原理,力学相似准则。
第六章:流动阻力与水头损失
教学内容:水头损失的两种形式,均匀流基本方程,液体两种流动形态及其判别标准,圆管层流运动,流速分布,层流沿程损失计算公式,紊流运动特征,时均法,紊流的半经验理论,紊流流速分布,紊流沿程损失计算公式,紊流沿程阻力系数与雷诺数、相对粗糙度关系,尼古拉兹试验,确定沿程阻力系数的计算公式和图表,边界层和边界层的分离,局部阻力和局部水头损失的计算。
教学要求:掌握层流和紊流的特征及判别,阻力系数的变化规律和水头损失的计算方法,了解普朗特混合长度理论边界层基本概念。
重点难点:层流和紊流的特征及判别,阻力系数的变化规律和水头损失的计算方法。
第七章:孔口、管嘴出流和有压管流
教学内容:孔口、管嘴流动特性及基本公式,基本的流体计算;有压管流的分类,简单长管路的流体计算,串、并联管路,沿程均匀泄流管路,枝状管网及环状管网及其简介,有压短管路计算,水击现象,直接水击压强计算,间接水击,停泵水击简介,水击危害的预防措施。
教学要求:熟练地掌握恒定薄壁小孔口自由出流的流体计算、孔口淹没出流的流体计算、变水头孔口出流、恒定圆柱型外管嘴自由出流及其它各类型管嘴;掌握各种有压管流的计算方法,正确运用前几章所学流体力学原理分析工程问题的能力。
重点难点:简单长管、短管、串、并联管、枝状管网的流体计算方法。
第八章:明渠流动
教学内容:明渠恒定流的特征及基本计算公式,允许流速,水力最佳断面,明渠均匀流水力计算的基本类型,无压圆管水力计算;明渠的分类,断面比能,临界水深,临界底坡,急流和缓流,佛劳德数等基本概念,跌水现象及特征,水跃现象及特征,水跃基本方程,水跃函数,共轭水深,水跃长度和水跃能量
损失,明渠恒定非均匀渐变流的微分方程,明渠非均匀渐变流水面曲线定性、定量分析。
教学要求:掌握明渠均匀流发生条件、特征和水力计算类型,对明渠非均匀流、断面比能、临界水深、急流和缓流的判别,并能对水工建筑物上、下游水面曲线的变化与衔接情况进行分析,了解棱柱型河槽的水面曲线的定性分析和定量计算方法。
重点难点:明渠均匀流发生条件、特征和水力计算类型。
第九章:堰流
教学内容:堰出流的流动特性及基本公式,基本的水力计算。
教学要求:堰及堰流的分类、薄壁堰、实用堰、宽顶堰、流量系数、侧收缩系数、淹没系数等概念。
重点难点:薄壁堰中的直角三角堰、矩形堰、宽顶堰。
第十章:渗流
教学内容:渗流现象、达西定律、渗流系数、井的水力计算。
教学要求:掌握渗流现象、达西定律、渗流系数、恒定渐变渗流的裘布依公式,普通井、承压井、井群的水力计算。
重点难点:达西渗透定律,单井渗流量计算及井群的浸润线水力计算方法。
五、参考书目
1、教材:《流体力学》刘鹤年主编中国建筑工业出版社,2012。
2、参考书目:《水力学第4版上下》吴持恭高等教育出版社,2008。
3、参考书目:《流体力学(第2版)》李玉柱著译高等教育出版社,2009。