不可压缩流体的二维流动

第五章不可压缩流体的二维流动

一、主要内容

1、有旋流动和无旋流动、速度环量和旋涡强度、速度势和流函数。

2、基本的平面有势流动，有势流动的叠加。

3、有势流动应用举例。

4、边界层的概念。

5、绕流物体的阻力。

二、基本要求

本章主要讨论理想不可压缩流体的二维有势流动以及二维黏性流体绕物体流动的基本概念，因此，要学生了解有旋流动和无旋流动的定义，理解速度环量和旋涡强度的概念，掌握速度势函数、流函数及两者关系，掌握几种基本的平面有势流动和有势流动的叠加原理及其应用，掌握边界层概念及其特征；结合实验了解黏性流体绕流物体时的阻力及减小阻力措施。

三、重点和难点

重点：速度环量和旋涡强度的概念，速度势函数、流函数

难点：有势流动的叠加

四、本章教学内容的深化和拓宽

深化：理想流体的无旋运动的推广，实际流体有旋运动的斯托克氏定理在实际工程中的应用。

拓宽：平面有势流动的势函数与流函数的关系，平行流绕圆柱体有环量的流动。

五、本章教学方式（手段）及教学过程中应注意的问题

教学方式：讲授——提问——讲授——习题课——实验

注意问题：1）概念、原理、计算方法的理解、掌握。注意实际流体的有旋流动和理想流体势流的应用场合，以及解题步骤与方法；注意有涡流与势流。

2）注意复习高等数学的导数、微分与曲线积分等基本方法

六、本章的主要参考书目

《工程流体力学》（管楚定北京电力专科学校）

《工程流体力学》（上海电力学院成教院）

《工程流体力学》（毛羽冲江西电力专科学校）

七、本章教学方式（手段）及教学过程中应注意的问题教学方式：讲授——提问——讲授——习题——实验

注意问题：有势流动的叠加、附面层与绕流阻力。

八、本章的思考题和习题等

思考题：5-1、5-2、5-3、5-4、5-5、4-5、5-7

习题：5-1、5-2、5-3、5-5、5-8、5-9、5-10、5-13、

一、包含教材章节

§5-1有旋流动和无旋流动 50分钟

§5-2速度环量和漩涡强度 50分钟

二、本单元教学内容（具体到各知识点）

§5-1有旋流动和无旋流动 50分钟

1）首先说明流体的运动形式组成，而后介绍有旋和无旋的定义。

（15分钟）2）讲述旋转角速度的简单推导过程，有旋无旋的判断方法。

（15分钟）

3）判断有旋、无旋的例题讲述。（30分钟）

§5-2速度环量和漩涡强度 50分钟

对于有旋运动，只讲述描绘其性质的速度环量、漩涡强度、涡量。

三、本单元的教学方式（手段）

教学方式：讲授

四、本单元师生活动设计

讲授提问——学生思考——讲授

五、本单元的讲课提纲、板书设计（电子教案）

电子教案

六、本单元的作业布置

思考题：5-1、5-2、、

习题：5-1、5-2、

一、包含教材章节

§5-3速度势和流函数 50分钟

§5-4基本的平面有势流动 50分钟

二、本单元教学内容（具体到各知识点）

§5-3速度势和流函数 50分钟

1）势流函数的性质

2）流函数的性质

3）势函数与流函数的关系

4）流网

§5-4基本的平面有势流动 50分钟

1）均匀直线流动

2）平面点源和点汇

3）点涡

三、本单元的教学方式（手段）

教学方式：讲授

四、本单元师生活动设计

讲授提问——学生思考——讲授

五、本单元的讲课提纲、板书设计（电子教案）电子教案

六、本单元的作业布置

思考题：5-3、5-4、

习题：5-3、5-4、5-5

七、课后总结

一、包含教材章节

§5-5有势流动的叠加 75分钟

§5-6应用举例 25分钟

二、本单元教学内容（具体到各知识点）

§5-5有势流动的叠加 75分钟

1）势流叠加原理

2）螺旋流

3）偶极流

4）绕圆柱体无环量的流动

§5-6应用举例 25分钟

1）绕圆柱体无环量的流动的例题

2）三孔圆柱体测速仪的例题

三、本单元的教学方式（手段）

教学方式：讲授

四、本单元师生活动设计

讲授提问——学生思考——讲授

五、本单元的讲课提纲、板书设计（电子教案）电子教案

六、本单元的作业布置

思考题：5-5

习题：5-8、5-9

七、课后总结

一、包含教材章节

§5-7附面层的概念 50分钟

§5-8绕流阻力 50分钟

二、本单元教学内容（具体到各知识点）

§5-7附面层的概念 50分钟

1）附面层的定义和基本特性

2）边界层分离

3）卡门涡街

§5-8绕流阻力 50分钟

1）阻力的定义

2）绕流阻力的计算方法

三、本单元的教学方式（手段）

教学方式：讲授

四、本单元师生活动设计

讲授提问——学生思考——讲授

五、本单元的讲课提纲、板书设计（电子教案）电子教案

六、本单元的作业布置

思考题：5-6、5-7

习题：5-13

七、课后总结