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：0330010

2、课程名称（中/英文）：流体力学/Fluid Dynamics

3、学时/学分：48/6

4、先修课程：高等数学 (上、下)、理论力学，1110011/1110012/0610040

5、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。

第三章流体运动学基础（4）

主要内容：

1、描述流体运动的两种方法；

2、物质导数；

3、迹线、流线和染色线，流管；

4、流体微团的运动和变形。

基本要求：掌握描述流体运动的两种方法；

掌握物质导数的含义；

掌握迹线、流线和染色线，流管的含义及迹线、流线的求解；

了解流体微团的运动和变形。

习题课（1）

第四章流体动力学基础（6）

主要内容：

1、系统和控制体，雷诺输运定理；

2、对控制体的流体力学积分方程；

3、微分形式的连续方程；

4、黏性流体中的应力；

5、微分形式的动量方程。

基本要求：掌握系统、控制体及雷诺输运定理的含义；

掌握微分形式连续方程、动量方程的推导。

习题课（1）

第五章相似原理与量纲分析（4）

主要内容：

1、相似原理；

2、量纲分析法；

3、相似与模型试验。

基本要求：掌握相似原理和量纲分析法；

掌握模型相似试验的基础知识。

习题课（1）

第六章理想不可压缩流体的定常流动（5）

主要内容：

1、理想不可压缩流体的一元流动；

2、理想不可压缩流体的平面势流。

基本要求：掌握理想不可压缩流体的一元流动的基本方程组；

掌握伯努利方程的应用；

掌握基本平面势流及其相互叠加计算。

习题课（1）

第七章通道内的黏性流动（5）

主要内容：

1、通道内流动的一般特性；

2、两无限大平行平板间的充分发展层流；

3、圆管内的充分发展层流及圆管内的充分发展紊流；

4、总流伯努利方程；

5、管内的沿程能量损失及局部能量损失计算，管道计算。

基本要求：掌握通道内流动的一般特性；

掌握两无限大平行平板间的充分发展层流求解；

掌握圆管内的充分发展层流及充分发展紊流求解；

掌握总流伯努利方程的应用；

了解管道计算。

习题课（1）

第八章黏性不可压缩流体绕物体的流动（6）

主要内容：

1、边界层的概念及位移厚度与动量损失厚度；

2、边界层动量积分方程；

3、顺流光滑平板层流边界层、湍流边界层及混合边界层；

4、曲壁边界层及分离现象；

5、绕流物体的阻力及升力。

基本要求：掌握边界层概念，位移厚度与动量损失厚度含义；

掌握边界层动量积分方程推导及应用；

掌握顺流光滑平板层流、湍流及混合边界层求解；

了解边界层分离现象及阻力、升力的产生。

习题课（1）

第九章定常一元可压缩流（2）

主要内容：

1、可压缩气流的一些基本概念；

2、定常一元可压缩气流的基本方程组及定常一元等熵流动；

基本要求：了解可压缩气流的一些基本概念；

了解定常一元可压缩气流动及定常一元等熵流动；

四、实验（上机）内容和基本要求

无

五、各教学环节学时分配

六、对学生能力培养的要求

通过对流体物理性质、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相关流体理论的学习，使学生具有较强的流体力学理论