《流体力学教学大纲》word版

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1、流体力学教学大纲课程编号：140135课程名称：流体力学英文名称：FluidMechanics学分：2.5学时：42适用年级专业（学科类）：土木工程一、课程概述（一）课程性质流体力学是一门土木工程专业的主要技术基础课。通过本课程的学习，使学生掌握水流宏观运动的基本规律、基本理论与分析方法，理解不同水流的特点，学会常见土木工程中的水力计算方法，并具备初步的试验量测技能，为学习后续课程和从事专业技术工作打下基础。（二）教学目标与要求1、具有较为完整的理论基础,包括：掌握流体力学的基本概念；熟练掌握分析流体运动的总流分析方法,熟悉量纲分析与实验相结合的方法,了解求解简单平

2、面势流的方法；掌握流体运动能量转化和水头损失规律,对绕流流阻力有一定了解；具有对一般流动问题的分析和计算能力,包括：水力荷载的计算；管道、渠道和堪过流能力的计算,井的渗流计算；.水头损失的分析和计算。2、掌握测量水位、压强、流速、流量的常规方法。具有观察水流现象,分析实验数据和编写报告的能力。（三）重点和难点该课程中牛顿内摩擦定律，流体静压强及作用在平面和曲面上的总压力的计算，描述流体运动的的欧拉法，连续性方程、伯努利方程和动量方程的建立及其工程应用，流体力学的相似准则、无量纲数和量纲齐次性原理，两种水头损失计算、沿程阻力系数和紊流的特征，短管和长管的水力计算，明渠

3、均匀流的水力计算、明渠非均匀流水面曲线的定性分析及定量计算，小桥（涵）孔径的水力计算，达西渗流定律、集水廊道和单井产水量计算等是本课程的重点和难点。（四）与其他课程的关系前修课程：高等数学，普通物理，理论力学和材料力学（基础部分）。流体力学课程在专业教学中将为水文学、土力学、工程地质、土木工程施工、建筑设备等多门专业基础课程和专业课程阐释所涉及的流体力学原理,帮助学生进一步认识土木工程与大气和水环境的关系。（五）教材及教学参考书1、刘鹤年，流体力学（第二版），中国建筑工业出版社，2004年7月。2、丁祖荣，流体力学，高等教育出版社。3、胡敏良主编，流体力学，武汉工业

4、大学出版社，2002年7月第1版。二、学时分配章课程内容学时1绪论42流体静力学43流体运动学64流体动力学基础65量纲分析和相似原理46流动阻力和水头损失67孔口、管嘴出流和有压管流48明渠流动49堰流210渗流2三、课程内容第一章   绪论教学的目的和要求：使学生了解流体力学的任务及应用领域，掌握流体的连续介质理论和流体的主要物理力学性质以及作用在流体上的力的两种形式。掌握流体的连续介质模型、流体的主要物理性质：易流动性、密度与重度、粘性与理想流体模型、压缩性与不可压模型、表面张力特性、汽化压强特性；掌握作用在流体上的力的两种形式：质量力与表面力。主要内容：1.

5、流体力学的研究对象和任务。2.流体的连续介质模型、质点。3.作用在流体上的力:表面力和质量力。4.流体的主要物理性质:惯性、粘性、压缩性。5.牛顿流体和非牛顿流体。重点：流体的连续介质模型、密度与重度、粘性与理想流体模型、牛顿内摩擦定律、压缩性与不可压模型、质量力与表面力难点：连续介质模型、牛顿内摩擦定律、质量力与表面力主要教学环节的组织：讲授，配合多媒体课件。注意问题：概念理解、记忆并能应用。思考题：1-1液体与气体有哪些不同性质？1-2何谓连续介质？引入的目的意义何在？1-3密度、重度和比重的定义以及它们之间的关系如何？1-4流体的压缩性和膨胀性如何去度量？温度

6、和压力对它们怎样影响？1-5何谓流体的粘性？如何度量流体粘性的大小？液体和气体的粘性有何区别？其原因何在？1-6作用在流体上的力，包括哪些力？在何种情况下有惯性力？何种情况下没有摩擦力？第二章   流体静力学教学的目的和要求：理解静水压强的特性，理解液体平衡微分方程，压强的表示方法、压强的计量单位、液体的相对平衡；掌握水静力学的基本方程，掌握液柱式测压计的基本原理，掌握并能熟练计算作用在平面、曲面上的静水总压力。主要内容：1.静止流体中应力的特性。2.流体平衡微分方程、等压面。3.重力场中液体静压强的分布。绝对压强、相对压强、真空度。测压管水头。4.液体作用在平面上

7、的总压力。压力中心。压强分布图法。5.液体作用在曲面上的总压力。压力体。6.浮力。浮体的平衡。重点：静水压强的特性、液体平衡微分方程、液体的相对平衡、水静力学的基本方程、液柱式测压计、作用在平面、曲面上的静水总压力。难点：液体平衡微分方程、液体的相对平衡、差压计、作用在平面、曲面上的静水总压力。主要教学环节的组织：讲授，配合多媒体课件。注意问题：概念、原理、计算方法的理解、记忆，复习高等数学中的泰勒公式、理论力学中的合力之矩原理、材料力学中的静面矩、惯性矩。思考题：2-1流体静压力有哪些特性？如何证明？2-2试述流体平衡微分方程式的推导步骤，其物理意义和适用范围