流体力学基本概念教学内容
流体力学课程内容思维导图设计及教学应用
流体力学课程内容思维导图设计及教学应用流体力学是研究流体运动规律和流体力学基本理论的学科，具有广泛的应用领域。
本篇文章将介绍流体力学课程的内容、思维导图设计以及教学应用，并对教学效果进行分析和总结。
一、流体力学课程内容设计流体力学课程内容主要包括以下几个方面：1. 流体的基本性质：介绍流体的定义和基本性质，包括密度、压强、粘度等。
2. 流体静力学：介绍流体的静力学基本原理，包括压力、浮力、大气压强等。
3. 流体动力学：介绍流体的动力学基本原理，包括流动的描述、量纲分析、连续性方程、动量方程、能量方程等。
4. 流体的流动规律：介绍流体的各种流动模式，包括层流、湍流、定常流、非定常流等。
5. 流体的流动性质：介绍流体的各种流动性质，包括雷诺数、流速分布、压差和阻力等。
6. 流体的应用：介绍流体力学在工程、地理、地质和生物领域的应用，包括水力学、空气动力学、海洋流体力学等。
二、流体力学课程思维导图设计以下是流体力学课程的思维导图设计，用于整合和梳理课程内容的关系和重点。
主题：流体力学├── 流体的基本性质│ ├── 流体的定义│ ├── 流体的密度│ ├── 流体的压强│ └── 流体的粘度├── 流体静力学│ ├── 压力│ ├── 浮力│ └── 大气压强├── 流体动力学│ ├── 流动的描述│ ├── 量纲分析│ ├── 连续性方程│ ├── 动量方程│ └── 能量方程├── 流体的流动规律│ ├── 层流│ ├── 湍流│ ├── 定常流│ └── 非定常流├── 流体的流动性质│ ├── 雷诺数│ ├── 流速分布│ ├── 压差│ └── 阻力└── 流体的应用├── 水力学├── 空气动力学└── 海洋流体力学三、流体力学课程教学应用流体力学课程可以采用多种教学方法和教学手段进行教学应用，以提高学生的学习效果和兴趣。
1. 理论讲授：通过板书或PPT形式，结合案例分析和实验结果，讲解流体力学的基本理论和应用。
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。
流体力学课程内容思维导图设计及教学应用
流体力学课程内容思维导图设计及教学应用流体力学是工程学科中非常重要的一门课程，涉及到液体和气体在力学和热学方面的运动和性质。
本文将探讨流体力学课程内容的思维导图设计和教学应用。
流体力学课程内容的思维导图设计可以帮助学生更好地理解和掌握知识，同时也有助于教师系统地讲解和组织教学。
下面是一个可能的流体力学课程内容的思维导图设计：1.流体基础知识1.1 流体的概念1.2 流体分类1.3 流体性质2. 流体静力学2.1 压力的概念和性质2.2 压力的计算2.3 压力的传递2.4 大气压力和大气压力计2.5 水压力和水压力计3.流体的运动3.1 流体的流动3.2 流速与流量3.3 流体动力学方程3.4 伯努利定律3.5 其他流体运动定理4. 流体阻力与流体力学实验4.1 流体阻力的产生原因4.2 流体阻力的计算4.3 流体力学实验室实验设计与实施4.4 实验数据的分析与结果解释在教学应用方面，思维导图可以用作教师上课的参考和教学辅助工具。
教师可以根据思维导图的内容进行讲解，引导学生理解和思考。
教师还可以将思维导图发放给学生，让他们在课堂上或课后进行补充和总结。
学生可以使用思维导图来梳理课程知识，查漏补缺，并且可以将其作为复习复习课程的工具。
除了思维导图，课程教学还可以结合案例分析和实践应用，这样可以使得抽象的流体力学理论更加具体，更贴近实际应用。
教师可以选择一些典型的流体力学案例，比如水坝设计、管道设计等，引导学生运用所学知识来解决实际问题。
教师还可以组织学生进行流体力学实验，让他们亲自动手操作，观察和分析实验结果，提高他们的实验能力和科学研究能力。
流体力学课程内容的思维导图设计和教学应用可以帮助学生更好地理解和掌握知识，并且可以提高教师的教学效果和学生的学习兴趣。
结合案例分析和实践应用可以使得课程更具有实际意义，让学生更好地将所学理论应用到实际问题中。
中国石油大学工程流体力学教案
中国石油大学工程流体力学教案一、课程简介工程流体力学是研究流体在工程中的应用和行为的科学，它涉及到流体的运动规律、动力学特性以及流体与固体相互作用的规律。
本课程旨在使学生掌握流体力学的基本理论、方法和应用，为他们在石油工程、化工、能源等领域的工作提供必要的流体力学知识。
二、教学目标通过本课程的学习，学生应能：1. 理解并掌握流体力学的基本概念、原理和定律；2. 运用流体力学的理论和方法分析和解决实际工程问题；3. 掌握流体力学在石油工程等领域的应用；4. 培养科学思维和创新能力，提高工程实践能力。
三、教学内容第一部分：流体力学基础1. 流体的性质和流动分类2. 流体静力学3. 流体动力学第二部分：流体流动的数值模拟1. 数值模拟的基本原理和方法2. 流体流动的数值模拟实例第三部分：流体与固体的相互作用1. 流体对固体的作用力2. 流体与固体的相互作用实例第四部分：流体力学在石油工程中的应用1. 油气藏流体力学2. 油井流动分析3. 油气管道流动分析四、教学方法采用课堂讲授、案例分析、上机实习相结合的教学方法。
通过讲授流体力学的基本理论和方法，分析实际工程案例，使学生掌握流体力学的应用技能。
利用上机实习环节，让学生亲自动手进行流体流动的数值模拟，提高他们的实践能力。
五、教学评价课程结束后，进行闭卷考试，考试内容涵盖课程的全部教学内容。
还将在学习过程中进行课堂讨论、上机实习等形式的平时考核，全面评估学生的学习效果。
六、教学安排1. 流体的性质和流动分类课时：2学时2. 流体静力学课时：4学时3. 流体动力学课时：6学时4. 数值模拟的基本原理和方法课时：4学时5. 流体流动的数值模拟实例课时：4学时6. 流体对固体的作用力课时：4学时7. 流体与固体的相互作用实例课时：4学时8. 油气藏流体力学课时：4学时9. 油井流动分析课时：4学时10. 油气管道流动分析课时：4学时七、教学资源1. 教材：工程流体力学教材及相关参考书2. 课件：教师制作的课件3. 案例分析：实际工程案例及相关数据4. 数值模拟软件：FLUENT、ANSYS等流体力学模拟软件八、教学建议1. 提前预习，加强课堂互动：学生应提前预习教材，了解课程内容，积极参与课堂讨论，提高学习效果。
流体力学课程内容思维导图设计及教学应用
流体力学课程内容思维导图设计及教学应用流体力学是研究流体运动规律的学科，是机械、航空、能源、水利等工程学科中的重要基础课程之一。
对于学习流体力学的学生来说，理解和掌握课程内容是非常重要的，思维导图设计可以帮助学生整合和理解知识点，提高学习效果，教学应用中可以运用思维导图来帮助教师进行知识讲解和学生讨论。
流体力学课程内容涵盖了以下几个主要方面：流体的性质和基本概念、流体静力学、流体动力学、流体力学基本方程和流体实验方法。
下面是一个简单的流体力学课程内容思维导图设计，帮助学生整体了解课程结构和各个部分之间的关系：1. 流体的性质和基本概念- 流体的基本性质- 流动性质- 流体的连续性方程和动量守恒方程2. 流体静力学- 静力学基本概念- 流体静压力- 流体静力平衡方程3. 流体动力学- 流体动力学基本概念- 流体的流动方式- 流体的速度分布- 流体的流量和流速分布5. 流体实验方法- 测量流体静压力的方法- 测量流体动压力的方法- 其他流体力学相关实验方法以上思维导图中的内容只是简单展示了流体力学课程的主要内容，实际课程还有更多细分的知识点和实例。
学生可以根据这个思维导图进行有针对性的学习和复习，辅助记忆和理解课程知识。
二、思维导图的教学应用1. 知识讲解：教师可以使用思维导图来进行知识讲解，将知识点有机地组织起来，使学生更容易理解和记忆。
通过思维导图的具体结构，学生可以清晰地看到各个知识点之间的联系和依赖关系。
2. 课堂讨论：教师可以在学生学习了一定的课程内容后，组织课堂讨论，引导学生利用思维导图进行思考和分析。
学生可以将自己的想法和解答写在思维导图的具体节点上，形成一个整体的知识网络，有助于深化学生的理解和思考能力。
3. 作业布置：教师可以根据课程内容设计思维导图作业，要求学生根据自己的学习情况和理解，完成思维导图的填写和完善。
通过作业的完成，教师可以及时了解学生对知识的把握情况，并针对性地进行辅导。
流体力学课程内容思维导图设计及教学应用
流体力学课程内容思维导图设计及教学应用流体力学是机械工程中非常重要的一门课程，它涉及到各种流体在运动和静止状态下的力学性质和运动规律。
对于学生来说，学习流体力学不仅能够帮助他们理解自然界中流体运动的规律，还能够培养其分析和解决实际工程问题的能力。
设计一份关于流体力学课程内容的思维导图，并将其应用于教学中，将会为学生的学习提供更多的帮助和指导。
一、课程内容思维导图设计在设计流体力学课程内容的思维导图时，可以从以下几个方面进行展开：1. 流体的基本性质- 密度、压力、温度等基本概念- 流体的状态方程和压力方程2. 流体静力学- 静力平衡条件- 浮力和浮力中心3. 流体动力学- 流速和速度分布- 流量、流速、截面积之间的关系- 流体动力学基本方程4. 流体运动的描述和分析- 欧拉方程和纳维尔-斯托克斯方程- 流线、路径线、时间线5. 流体内部的摩擦和黏性- 流体粘性和流动状态- 边界层和黏性系数6. 流体的微元分析- 流动的微元描述和流线微元- 流动的微元动力学描述7. 流体的流动控制- 不可压缩流体流动的控制方程- 流动的雷诺数和流动的分类通过以上的设计，可以帮助学生全面地了解流体力学课程的内容结构和重点知识点，有助于提高学习效率和对知识的掌握程度。
二、教学应用1. 教学引导教师可以利用思维导图进行教学引导，通过思维导图对整个课程内容进行概览和引导，引导学生了解每个知识点的关联和重要性，使学生对整个课程有一个清晰的认知和了解。
2. 知识串联在教学过程中，教师可以利用思维导图将各个知识点进行串联，形成逻辑关系，帮助学生理清各个知识点之间的关联和联系，从而达到全面理解和掌握课程内容的目的。
3. 知识点深化通过思维导图，教师可以将每个知识点进行深化和拓展，帮助学生理解知识点的内涵和外延，形成更为深刻的认识，提高学生的学习积极性和主动性。
5. 问题解析在教学中，教师可以通过思维导图对一些难点和重点问题进行解析和讲解，引导学生对问题的深入思考和解决，在学生的实际应用能力和解决问题的能力上得到提高。
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。
流体力学基础知识
流体力学基础知识(总15页) -本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-第一章流体力学基本知识学习本章的目的和意义：流体力学基础知识是讲授建筑给排水的专业基础知识，只有掌握了该部分知识才能更好的理解建筑给排水课程中的相关内容。
§1-1流体的主要物理性质1．本节教学内容和要求：1.1本节教学内容：流体的4个主要物理性质。
1.2教学要求：（1）掌握并理解流体的几个主要物理性质（2）应用流体的几个物理性质解决工程实践中的一些问题。
1.3教学难点和重点：难点：流体的粘滞性和粘滞力重点：牛顿运动定律的理解。
2．教学内容和知识要点：易流动性（1）基本概念：易流动性——流体在静止时不能承受切力抵抗剪切变形的性质称易流动性。
流体也被认为是只能抵抗压力而不能抵抗拉力。
易流动性为流体区别与固体的特性2.2密度和重度（1）基本概念：密度——单位体积的质量，称为流体的密度即：Mρ=VM——流体的质量，k g;V——流体的体积，m3。
常温，一个标准大气压下Ρ水=1×103k g/m32Ρ水银=×103k g/m3基本概念：重度：单位体积的重量，称为流体的重度。
重度也称为容重。
Gγ=VG——流体的重量，N;V——流体的体积，m3。
∵G=m g∴γ=ρg常温，一个标准大气压下γ水=×103k g/m3γ水银=×103k g/m3密度和重度随外界压强和温度的变化而变化液体的密度随压强和温度变化很小，可视为常数，而气体的密度随温度压强变化较大。
2..3粘滞性（1）粘滞性的表象基本概念：流体在运动时抵抗剪切变形的性质称为粘滞性。
当某一流层对相邻流层发生位移而引起体积变形时，在流体中产生的切力就是这一性质的表现。
为了说明粘滞性由流体在管道中的运动速度实验加以分析说明。
用流速仪测出管道中某一断面的流速分布如图一所示设某一流层的速度为u,则与其相邻的流层为u+d u,d u为相邻流层的速度增值，设相邻流层的厚度为d y，则d u/d y叫速度梯度。
《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。
(新)第一章 流体力学(讲解教学课件)
mgz 1 mu 2 m p
2
J
1kg流体的总机械能为： zg u 2 p
2
J/kg
1N流体的总机械能为： z u 2 p J/N
2g g
（新）第一章 流体力学（讲解教学课件）
压头：每牛顿的流体所具有的能量 静压头；
2、外加能量：1kg流体从输送机械所获得的机械能 。
符号：We；
单位：J/kg ；
和其深度有关。 （2）在静止的、连续的同一液体内，处于同一水平面
上各点的压力均相等。
（新）第一章 流体力学（讲解教学课件）
• （2） 当液体上方的压力有变化时，液体内 部各点的压力也发生同样大小的变化。
（新）第一章 流体力学（讲解教学课件）
三、静力学基本方程的应用 （1）测量流体的压力或压差
① U管压差计 对指示液的要求：指示液要与被测流体 不互溶，不起化学作用；其密度应大于 被测流体的密度。
• 如：4×103Pa（真空度）、200KPa （表压）。
（新）第一章 流体力学（讲解教学课件）
【例题1-1】 在兰州操作的苯乙烯精馏塔塔顶的真空度 为620mmHg。在天津操作时，若要求塔内维持相同 的绝对压力，真空表的读数应为多少？兰州地区的 大气压力为640mmHg,天津地区的大气压力为 760mmHg。
p1-p2=(指-)Rg
若被测流体是气体上式可简化为
p1-p2=指Rg
（新）第一章 流体力学（讲解教学课件）
• 通常采用的指示液有：着色水、油、四氯化碳、 水银等。
• U形管压差计在使用时，两端口与被测液体的 测压点相连接。
• U形管压差计所测压差，只与读数R、指示液 和被测液体的密度有关，而与U形管的粗细、 长短、形状无关，在此基础上又产生了斜管压 差计、双液柱微差计、倒U形管压差计等。
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。
流体力学课程内容思维导图设计及教学应用
流体力学课程内容思维导图设计及教学应用流体力学是工程力学的一个重要分支，研究流体的运动规律和力学性质。
流体力学课程内容广泛，包括流体力学基本概念、流体的静力学和动力学、理想流体和黏性流体的流动、边界层理论、湍流流动等方面。
为了帮助学生更好地理解和掌握流体力学的内容，可以设计一个思维导图并应用于教学。
思维导图是一种以图形为主的思维组织方式，以中心思想为核心，通过枝干将相关概念和观点连接起来，形成一个有层次结构的知识网络。
在流体力学课程中，可以设计一个以流体力学为中心的思维导图，将各个知识点有机地联系起来，帮助学生形成整体性的认识和理解。
以下是一个可能的流体力学课程内容思维导图设计，具体包括以下几个方面：1.流体力学基本概念- 流体的定义和分类- 流体力学的研究对象和方法- 流体力学的应用领域2.流体的静力学- 流体静力学基本原理- 流体静压力和压力分布- 大气压力和大气压强的测定- 浸入浮体的浮力和稳定条件3.流体的动力学- 流体运动的描述和表示方法- 流体质点的运动方程和力学性质- 流体的连续性方程和运动方程- 流体的速度和加速度分布6.湍流流动- 湍流流动的特点和表现形式- 湍流流动的统计性质和能量耗散- 湍流流动的尺度分析和湍流模型- 湍流流动的控制和应用在教学应用中，可以根据思维导图的结构，编写课件和教案，将知识点有机地衔接在一起，帮助学生理解各个知识点之间的关系和内在逻辑。
在授课过程中，可以使用思维导图进行导引和总结，通过讲解每个知识点之间的联系，引导学生形成积极的思维方式和问题解决能力。
可以鼓励学生利用思维导图进行知识的整理和归纳，帮助他们深化对流体力学的理解。
可以设计一些思维导图的练习题，帮助学生巩固和应用所学知识。
流体力学课程内容思维导图的设计和教学应用可以帮助学生更加深入地理解和掌握流体力学的知识，提高学习效果和学习兴趣。
流体力学课程内容思维导图设计及教学应用
流体力学课程内容思维导图设计及教学应用流体力学是工程学中的一个重要学科，涉及到流体的运动、压力、密度、速度等多个方面内容。
在工程领域中，流体力学的知识应用非常广泛，故而流体力学课程内容的设计和教学应用也显得非常重要。
本文将就流体力学课程内容的思维导图设计及教学应用进行探讨。
1. 流体的基本概念- 流体的定义和分类- 流体的基本性质：密度、压力、粘度等2. 流体静力学- 流体静压力- 浸没和浮力- 大气压力及其应用3. 流体运动学- 流体流动的描述与分类- 流体的运动状态描述：速度场、加速度场- 流体的运动规律：连续性方程、动量方程、能量方程4. 流体动力学- 流体的旋转运动- 管道流体的流动- 流体中的阻力与升力5. 流体力学实例分析- 管道流体的流速、流量、压力分析- 水力机械的工作原理- 水力发电、空气动力学等实例二、教学应用1. 利用思维导图进行知识结构梳理在教学过程中，可以利用思维导图工具对流体力学课程内容进行概览和梳理。
将课程中的知识点、概念、公式等内容进行归纳和整理，帮助学生建立流体力学知识的整体框架，便于后续的学习和理解。
通过思维导图的设计，可以使学生对流体力学的知识有一个清晰的认识，有助于帮助学生快速掌握和理解课程内容。
2. 结合案例进行教学实践在流体力学的教学中，可以结合工程实际案例进行教学实践，让学生深入理解流体力学理论知识在实际工程中的应用。
在教学中可以介绍航空航天、水利水电、化工等领域的典型案例，让学生了解流体力学理论在这些领域中的具体应用，培养学生的工程实践能力和解决问题的能力。
3. 强调实验教学环节流体力学是一门注重实验的学科，因此在教学过程中，需要重视实验教学环节。
通过实验教学，可以使学生深入感受流体力学的基本原理和现象，加深对流体力学知识的理解。
可以通过模拟流体流动、测量流体参数等实验内容，让学生了解流体力学理论的实际运用，并培养学生的实验能力和动手能力。
4. 鼓励学生进行设计与创新在流体力学课程的教学中，不仅应该注重理论知识的传授，更要鼓励学生进行设计与创新。
中国石油大学工程流体力学教案
中国石油大学工程流体力学教案一、课程简介工程流体力学是研究流体在工程中的应用和运动的规律，是石油工程专业的一门重要课程。
本课程旨在使学生了解和掌握流体力学的基本理论、基本知识和基本方法，能够分析和解决与流体相关的工程问题。
二、教学目标1. 理解流体力学的基本概念和原理，掌握流体静力学、流体动力学的基本理论。
2. 能够运用流体力学的知识分析和解决实际工程问题。
3. 掌握流体力学的基本实验技能，能够进行流体力学实验并分析实验结果。
三、教学内容本课程的主要内容包括：1. 流体力学基本概念和原理2. 流体静力学3. 流体动力学4. 流体流动的数值模拟5. 流体力学实验四、教学方法采用课堂讲授与实验相结合的教学方法。
课堂讲授主要用于传授流体力学的基本理论和知识，实验主要用于培养学生的实验技能和分析能力。
五、教学评价课程结束后，将对学生进行考核，包括期中考试和期末考试。
期中考试主要考察学生对流体力学基本理论的理解和掌握，期末考试将综合考察学生的知识和应用能力。
实验报告也将作为评价学生实验技能和分析能力的重要依据。
六、教学安排本课程共计32课时，其中理论教学24课时，实验教学8课时。
具体安排如下：1. 流体力学基本概念和原理（4课时）2. 流体静力学（4课时）3. 流体动力学（6课时）4. 流体流动的数值模拟（4课时）5. 流体力学实验（8课时）七、教材及参考书1. 《工程流体力学》，作者：张，出版社：[出版社名称]2. 《流体力学》，作者：李，出版社：[出版社名称]3. 《流体力学实验教程》，作者：王，出版社：[出版社名称]八、课程要求1. 出勤：要求学生按时参加课堂授课，缺课次数不超过总课时的1/7。
2. 作业：认真完成布置的课后作业，按时提交。
3. 实验：认真参加实验教学，按时完成实验报告。
4. 考试：参加期末考试，满分100分。
九、课程考核课程考核分为期中考试和期末考试，各占50%。
其中：1. 期中考试：主要考察学生对流体力学基本理论的理解和掌握，形式为闭卷考试，满分100分。
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流体力学基本概念**流函数：由连续性方程导出的、其值沿流线保持不变的标量函数。
**粘性：在运动状态下，流体内部质点间或流层间因相对运动而产生内摩擦力以抵抗剪切变形，这种性质叫做粘性。
粘性的大小用黏度表示，是用来表征液体性质相关的阻力因子。
粘度又分为动力黏度.运动黏度和条件粘度。
**内摩擦力：流体内部不同流速层之间的黏性力。
**牛顿流体：剪切变形率与切应力成线性关系的流体(水，空气)。
**非牛顿流体：黏度系数在剪切速率变化时不能保持为常数的流体(油漆，高分子溶液)。
**表面张力：1.表面张力作用于液体的自由表面上。
2.气体不存在表面张力。
3.表面张力是液体分子间吸引力的宏观表现。
4.表面张力沿表面切向并与界线垂直。
5.液体表面上单位长度所受的张力。
6.用σ表示，单位为N/m。
**流线：表示某瞬时流动方向的曲线，曲线上各质点的流速矢量皆与该曲线相切。
性质：a、同一时刻的不同流线，不能相交。
b、流线不能是折线，而是一条光滑的曲线。
c、流线簇的疏密反映了速度的大小。
**过流断面：与元流或总流的流向相垂直的横断面称为过流断面。
(元流：在微小流管内所有流体质点所形成的流动称为元流。
总流：若流管的壁面是流动区域的周界，将流管内所有流体质点所形成的流动称为总流。
)**流量：单位时间内通过某一过流断面的流体体积称为该过流断面的体积流量，简称流量。
**控制体：被流体所流过的，相对于某个坐标系来说，固定不变的任何体积称之为控制体。
控制体的边界面，称之为控制面。
控制面总是封闭表面。
占据控制体的诸流体质点随着时间而改变。
**边界层：水和空气等黏度很小的流体，在大雷诺数下绕物体流动时，黏性对流动的影响仅限于紧贴物体壁面的薄层中，而在这一薄层外黏性影响很小，完全可以忽略不计，这一薄层称为边界层。
**边界层厚度：边界层内、外区域并没有明显的分界面，一般将壁面流速为零与流速达到来流速度的99％处之间的距离定义为边界层厚度。
**边界层的基本特征：(1) 与物体的特征长度相比，边界层的厚度很小。
(2) 边界层内沿厚度方向，存在很大的速度梯度。
(3) 边界层厚度沿流体流动方向是增加的，由于边界层内流体质点受到黏性力的作用，流动速度降低，所以要达到外部势流速度，边界层厚度必然逐渐增加。
(4) 由于边界层很薄，可以近似认为边界层中各截面上的压强等于同一截面上边界层外边界上的压强值。
(5) 在边界层内，黏性力与惯性力同一数量级。
(6) 边界层内的流态，也有层流和紊流两种流态。
**滞止参数：设想某断面的流速以等熵过程减小到零，此断面的参数称为滞止参数。
**滞止参数性质：（1）在等熵流动中，滞止参数值不变；（2）在等熵流动中，速度增大，参数值降低；（3）气流中最大音速是滞止音速；（4）在有摩擦的绝热过程中，机械能转化为内能，总能量不变。
**层流：是指流体质点不互相混杂，流体质点作有条不紊的有序的直线运动。
特点：1.有序性。
2.水头损失与流速的一次方成正比。
3.在流速较小且雷诺数Re较小时发生。
4.层流遵循牛顿内摩擦定律，粘性抑制或约束质点作横向运动。
**湍流：黏性流体质点互相掺混，局部压强、速度等随时间和空间有随机脉动的流动。
**雷诺数：临界流速v与过流断面的特性几何尺寸(管径)d、流体的动力粘度μ和密度ρ有关，这四个量可以组成一个特征数(量纲一的量或无量纲数)称雷诺数 Re 。
**雷诺应力：紊流时均流动中由于流速脉动引起质点间的动量交换而产生的附加应力。
**马赫数：流场中某点的速度与该点处的声速之比。
流体与气体：两者均具有易流动性，即在任何微小切应力作用下都会发生变形或流动，故二者统称为流体。
区别：气体易于压缩；而液体难于压缩。
液体有一定的体积，存在自由液面；气体能充满任意形状的容器，无一定体积，不存在自由液面。
牛顿内摩擦定律：流体内摩擦力的大小与流体的性质有关，与流体的速度梯度和接触面积成正比。
（切应力与剪切变形速度成正比）实际流体：自然界中存在的具有粘性的流体。
理想流体：假想的完全没有粘性的流体。
利用理想流体的概念可以在研究上大简化问题，找出规律后再考虑粘性的影响进行修正，这种修正多数借助实验。
表面力：作用在隔离表面上的力，其大小和受力作用的表面面积成正比，包括垂直于作用面的压力和平行于作用面的切力。
应力：单位面积上的表面力。
质量力：作用在隔离体内每个流体质点上的力，其大小是和流体的质量成正比的，因为在均质流体中必然和体积相关，因此又称体积力，主要包括重力和惯性力。
连续介质：质点连续地充满所占空间的流体或固体。
连续介质模型：把流体看作是全部充满、内部没有任何间隙的质点所组成的一种连续介质，且其所有的物理量都是空间坐标和时间的连续函数的一种假设模型。
恒定流：若流场中各空间点上的任何流动要素均不随时间变化，则称流动为恒定流，也称为定常流。
非恒定流：若流场中各空间点上的其中任何一个流动要素随时间变化，则称流动为非恒定流，也称为非定常流。
迹线：表示一流体质点的运动轨迹线，它是单个质点在运动过程中所占据的空间位置随时间连续变化的轨迹。
流谱：在充满流动的整个空间内可以绘出一族流线，称为流谱。
断面平均流速：过流断面上各点的速度平均值称为断面平均流速。
控制体边界（控制面）的特点：控制面相对于座标系是固定的。
在控制面上可以有质量交换。
在控制面上，受到控制体以外物体加在控制体之内物体上的力。
在控制面上可以有能量交换。
流体微团：是指体积微小，随流体一起运动的一团流体物质。
特点：包含无数个流体质点。
各流体质点间存在相对位置变化。
能够体现膨胀、变形、转动等尺度变化。
拉格朗日方法：是以流场中每一流体质点作为描述对象的方法，它以流体个别质点随时间的运动为基础，通过综合足够多的质点（即质点系）运动来确定整个流体的流动。
----质点系法欧拉法：是以流体质点流经流场中各空间点的运动即以流场作为描述对象研究流动的方法——流场法。
流体质点的加速度（流速对时间求导）有两部分组成：1）时变加速度（当地加速度）——流动过程中流场由于速度随时间变化而引起的加速度；2）位变加速度（迁移加速度）——流动过程中流场中速度分布不均，因位置变化而引起的加速度。
紊流：是指随流速增大，流层逐渐不稳定，质点相互混掺，流体质点沿很不规则无序的路径运动。
紊流特点：①无序性、随机性、有旋性、混合性。
②在圆管流中水头损失与流速的1.75~2次方成正比。
Hf=kv 1.75~2③在流速较大（雷诺数较大）时发生。
4 紊流发生是受粘性和紊动共同作用的结果有旋流：亦称“涡流”。
流体质点（微团）在运动中不仅发生平动（或形变），而且绕着自身的瞬时轴线作旋转运动。
无旋流：亦称“势流”、“有势流”。
流体在运动中，它的微小单元只有平动或变形，但不发生旋转运动，即流体质点不绕其自身任意轴转动。
恒定流：是指流场中的流体流动，空间点上各水力运动要素均不随时间而变化。
严格的恒定流只可能发生在层流，在紊流中，由于流动的无序，其实流速或压强总有脉动，但若取时间平均流速（时均流速）非恒定流：是指流场中的流体流动，空间点上各水力运动要素均随时间的变化而变化。
在非恒定流情况下，流线的位置随时间而变；流线与迹线不重合。
在恒定流情况下，流线的位置不随时间而变，且与迹线重合。
均匀流中迁移加速度为0，各过水断面上的流速分布图沿程不变，过水断面是平面，沿程各过水断面的形状和大小都保持一样。
非均匀流中迁移加速度不等于0，流场中相应点的流速大小或方向或同时二者沿程改变，即沿流程方向速度分布不均。
（非均匀流又可分为急变流和渐变流）。
皮托管测流速：常见的皮托管是由装有一半圆球探头的双层套管组成，并在两管末端联接上压差计。
探头端点A处开一小孔与内套管相连，直通压差计的一肢；外套管侧表面沿圆周均匀地开一排与外管壁相垂直的小孔(静压孔)，直通压差计的另一肢。
测速时，将皮托管放置在欲测速度的恒定流中某点A，探头对着来流，使管轴与流体运动的方向相一致。
流体的速度接近探头时逐渐减低，流至探头端点处速度为零。
总水头线：沿流管各总水头值的连线，是流管坐标的函数。
水头线：沿流管各测压管水头值的连线，是流管坐标的函数。
水力坡度：单位长度上的水头损失。
测压管水头线坡度：单位长度上测压管水头的降低或升高。
对均匀流动，则总水头线与测压管水头线平行。
产生流动阻力和能量损失的根源：流体的粘性和紊动。
沿程阻力：当限制流动的固体边界使流体作均匀流动时，流动阻力只有沿程不变的切应力形成的阻力。
沿程水头损失：由沿程阻力作功而引起的水头损失。
沿程水头损失：主要由于“摩擦阻力”所引起的，随流程的增加而增加。
雷诺实验揭示了水流的两种流动状态：层流和紊流;并测定了流动损失及水流速度与流态之间的关系。
临界流速判别：因不同的管径大小、流体种类和流体温度，得到的临界流速不同。
雷诺数的物理意义：雷诺数是以宏观特征量表征的流体质点所受惯性力与粘性力之比。
紊流核心：粘性底层之外的液流统称为紊流核心。
绝对粗糙度(Δ)：粗糙突出管壁的平均高度。
相对粗糙度：管壁的绝对粗糙度Δ与管径ｄ的比值。
当量粗糙度：把直径相同、紊流粗糙区λ值相等的人工粗糙管的粗糙突起高度Ks定义为该管材工业管道的当量粗糙。
附面层（边界层）：粘度小的流体（如水和空气）绕过物体运动时，摩擦阻力主要发生在紧靠物体表面的一个流速梯度很大的流体薄层内，粘性影响起主要作用。
形状阻力：指流体绕曲面体或具有锐缘棱角的物体流动时，附面层要发生分离，从而产生旋涡所造成的阻力。
这种阻力与物体形状有关，故称为形状阻力。
卡门涡街：圆柱绕流问题：随着雷诺数的增大边界层首先出现分离，分离点并不断的前移，当雷诺数大到一定程度时，会形成两列几乎稳定的、非对称性的、交替脱落的、旋转方向相反的旋涡，并随主流向下游运动，这就是卡门涡街。
绕流阻力：细长流线型物体，以平板为例，绕流阻力主要由摩擦阻力来决定，阻力系数与雷诺数有关。
钝头曲面物体，以圆柱和圆球为例，绕流阻力既与摩擦阻力有关，又与压差（形状）阻力有关。
在低雷诺数时，主要为摩擦阻力，阻力系数与雷诺数有关。
在高雷诺数时，主要为压差（形状）阻力。