流体力学课程教学大纲.docx

流体力学课程教学大纲

??一、课程基本信息

1.课程代码：[具体代码]

2.课程名称：流体力学

3.课程类型：专业基础课

4.学分/学时：[X]学分，[X]学时，其中理论教学[X]学时，实验教学[X]学时

5.适用专业：[专业名称]

6.先修课程：高等数学、大学物理

二、课程目标

1.知识目标

掌握流体的基本物理性质，如密度、粘性、压缩性等。

理解流体静力学的基本原理，包括静压强分布、压强的测量方法等。

掌握流体动力学的基本方程，如连续性方程、伯努利方程，并能应用这些方程解决实际问题。

熟悉管流的流动特性，如层流与紊流、沿程阻力与局部阻力等。

了解明渠流、堰流等无压流的基本概念和计算方法。

2.能力目标

具备运用流体力学知识分析和解决工程实际问题的能力，如管道系统的水力计算、水泵的选型等。

能够进行简单的流体力学实验操作，并对实验数据进行分析和处理。

培养学生的逻辑思维能力、数学建模能力和创新能力。

3.素质目标

培养学生严谨的科学态度和实事求是的工作作风。

增强学生的工程意识和团队协作精神，提高学生的综合素质。

三、课程内容与学时分配

（一）绪论（2学时）

1.流体力学的研究对象和任务

流体力学的定义和研究范围

流体力学在工程中的应用

2.流体的主要力学性质

流体的密度和重度

流体的粘性

流体的压缩性和膨胀性

3.作用在流体上的力

质量力

表面力

（二）流体静力学（6学时）

1.流体静压强及其特性

流体静压强的定义

流体静压强的特性

2.流体平衡微分方程

流体平衡微分方程的推导

等压面的概念和性质

3.重力作用下流体静压强的分布规律

静止流体中压强的基本公式

压强的表示方法和单位

压强分布图的绘制

4.流体静力学基本方程的应用

连通器原理

液体对平面壁的总压力

液体对曲面壁的总压力

（三）流体动力学基础（8学时）

1.基本概念

稳定流动与非稳定流动

流线与迹线

过流断面、流量与断面平均流速

2.连续性方程

连续性方程的推导

连续性方程的物理意义

3.理想流体运动微分方程

理想流体运动微分方程的推导

伯努利方程的推导

4.伯努利方程及其应用

伯努利方程的物理意义

总水头线和测压管水头线

伯努利方程的应用条件和解题步骤

5.实际流体恒定总流的能量方程

实际流体恒定总流能量方程的推导

实际流体恒定总流能量方程的应用

（四）流动阻力和水头损失（8学时）

1.流动阻力的分类

沿程阻力和局部阻力

沿程水头损失和局部水头损失

2.层流和紊流

层流和紊流的概念

雷诺实验

雷诺数及其物理意义

3.圆管层流运动

圆管层流的流速分布

圆管层流的沿程水头损失

4.紊流运动

紊流的特征

紊流的时均化方法

紊流的流速分布

5.紊流沿程水头损失的半经验公式

尼古拉兹实验

布拉修斯公式

谢才公式

6.局部水头损失

局部水头损失产生的原因

局部水头损失的计算公式

（五）孔口、管嘴出流和有压管道恒定流（6学时）

1.孔口出流

孔口的分类

小孔口恒定自由出流的计算公式

小孔口恒定淹没出流的计算公式

2.管嘴出流

管嘴的分类

圆柱形外管嘴恒定出流的计算公式

3.有压管道恒定流

简单管道的水力计算

串联管道的水力计算

并联管道的水力计算

枝状管网的水力计算

（六）明渠恒定流（6学时）

1.明渠流动的特点和分类

明渠流动的特点

明渠的分类

2.明渠均匀流

明渠均匀流的形成条件和特征

明渠均匀流的基本公式

水力最优断面

3.明渠非均匀流

明渠非均匀流的分类

缓流、急流和临界流的概念

明渠水面曲线的分析和计算

（七）堰流（4学时）

1.堰流的定义和分类

堰流的定义

堰流的分类

2.薄壁堰流

薄壁堰流的特点

薄壁堰流的计算公式

3.实用堰流

实用堰流的特点

实用堰流的计算公式

4.宽顶堰流

宽顶堰流的特点

宽顶堰流的计算公式

（八）流体力学实验（8学时）

1.实验目的和要求

熟悉流体力学实验的基本原理和方法

掌握实验数据的测量和处理方法

培养学生的实验技能和创新能力

2.实验项目

雷诺实验

流体静压强实验

伯努利方程实验

沿程水头损失实验

局部水头损失实验

四、教学方法与手段

1.教学方法

讲授法：系统讲解流体力学的基本概念