流體力學(xué)課程教學(xué)大綱 (三)

流體力學(xué)課程教學(xué)大綱

課程名稱：流體力學(xué)/EngineeringFluidMechanics

課程代碼：05231117

課程類型：專業(yè)/必修

總學(xué)時(shí)數(shù)：32（理論學(xué)時(shí)：24,實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：8）

學(xué)分：2.0

先修課程：高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、工程力學(xué)等

開(kāi)課單位：建筑工程學(xué)院

適用專業(yè)：土木工程；土木類（中德聯(lián)合培養(yǎng)）

一、課程的性質(zhì)、目的和任務(wù)

《流體力學(xué)》是土木工程專業(yè)的一門重要基礎(chǔ)課程，是必不可少的先修課程。通過(guò)各個(gè)

教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握流體力學(xué)的基本知識(shí)（基本概念、原理和研究方法）、相關(guān)計(jì)算，

能夠應(yīng)用流體力學(xué)知識(shí)進(jìn)行分析并具備一定的解決實(shí)際問(wèn)題的能力，為后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)和

將來(lái)從事專業(yè)技術(shù)工作打下良好的基礎(chǔ)。

二、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)基本要求及教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)

1.流體力學(xué)基本概念

了解流體力學(xué)的研究對(duì)象、任務(wù)和方法：理解連續(xù)介質(zhì)模型意義；掌握流體主要物

理性質(zhì)及作用在流體上的力。

教學(xué)重點(diǎn)：流體主要物理性質(zhì)：教學(xué)難點(diǎn)：流體粘性產(chǎn)生原因及牛頓內(nèi)摩擦定律。

2.流體靜力學(xué)

了解流體平衡微分方程；理解阿基米德原理；掌握流體靜壓強(qiáng)及其特性、平面與曲

面總壓力計(jì)算及相關(guān)力學(xué)設(shè)計(jì)。

教學(xué)重點(diǎn)：靜水壓強(qiáng)特性、流體平衡微分方程、流體靜力學(xué)基本方程；教學(xué)難點(diǎn)：

流體相對(duì)平衡、平面及曲面流體作用力計(jì)算。

3.流體動(dòng)力學(xué)及工程應(yīng)用

了解理想流體運(yùn)動(dòng)微分方程：理解伯努利方程與動(dòng)量方程物理意義；掌握總流連續(xù)

性方程、伯努利方程及動(dòng)屬方程的計(jì)算與應(yīng)用.

教學(xué)重點(diǎn)：流體運(yùn)動(dòng)微分方程推導(dǎo)、能量與動(dòng)量方程推導(dǎo)；教學(xué)難點(diǎn)：連續(xù)性方程、

能量與動(dòng)量方程應(yīng)用。

4.相似原理與量綱分析

了解量綱分析的工程意義及基本方法；理解量綱和諧及相似原理；掌握冗定理推求

物理方程及利用相似準(zhǔn)則進(jìn)行模型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。

教學(xué)重點(diǎn)：量綱和諧原理及分析方法：教學(xué)難點(diǎn)：兀定理應(yīng)用、模型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)計(jì)算。

5.管流損失和水力計(jì)算

了解流動(dòng)阻力形式及阻力系數(shù)測(cè)定方法，了解粘性流體均勻流與非均勻流；掌握水

頭損失及管路水力計(jì)算。

教學(xué)重點(diǎn)：水體損失公式應(yīng)用及管路系統(tǒng)水力計(jì)算；教學(xué)難點(diǎn)：水頭損失系數(shù)影響

因素及計(jì)算。

6.孔口和管嘴出流

了解氣穴現(xiàn)象及發(fā)生機(jī)理；理解出流流量影響因素；掌握孔口和管嘴流量-流速-有

效作用水頭相互關(guān)系及相關(guān)計(jì)算。

教學(xué)重點(diǎn)：孔口和管嘴出流流速與流量計(jì)算；教學(xué)難點(diǎn)：計(jì)算公式推導(dǎo)、非恒定流

條件下計(jì)算問(wèn)題。

7.明渠流動(dòng)

了解明渠水流流動(dòng)狀態(tài)的主要影響因素：掌握明渠均勻流水力計(jì)算。

教學(xué)重點(diǎn)：明渠均勻流水力計(jì)算；教學(xué)難點(diǎn)：水力最優(yōu)斷面設(shè)計(jì)。

8.堰流

了解堰流和堰的分類；理解堰流水流流態(tài)特征；掌握堰流與小橋孔徑水力計(jì)算。

教學(xué)重點(diǎn)：堰的分類、堰流水流流態(tài)特征；教學(xué)難點(diǎn)：小橋孔徑水力計(jì)算。

9.滲流

了解滲流基本定律；理解滲流對(duì)建筑物的安全穩(wěn)定性的影響；掌握井和井群水力計(jì)

算。

教學(xué)重點(diǎn)：達(dá)西公式應(yīng)用；教學(xué)難點(diǎn)：井和井群水力計(jì)算。

三、課內(nèi)實(shí)驗(yàn)或?qū)嵺`環(huán)節(jié)教學(xué)安排及要求

序?qū)嶒?yàn)課內(nèi)課外

教學(xué)內(nèi)容教學(xué)基本要求備注

號(hào)類別學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)

了解流體流態(tài)特征；熟悉流態(tài)影響因素及

1雷諾實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證性22必做

判別標(biāo)準(zhǔn)；掌握雷諾數(shù)計(jì)算方法。

了解孔口、管嘴恒定自由出流特征，熟悉

2孔口和管嘴出流實(shí)驗(yàn)綜合性22必做

出沈流量膨響因素，掌握流量計(jì)算公式。

了解水靜力學(xué)基本方程物理意義：熟悉測(cè)

3流體靜力學(xué)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)床管水頭概念；掌握兩點(diǎn)間壓強(qiáng)差測(cè)定方驗(yàn)證性22必做

法。

了解文丘里流量計(jì)原理：熟悉流量與壓強(qiáng)

4文丘里流量計(jì)測(cè)定實(shí)驗(yàn)綜合性22必做

差內(nèi)在關(guān)系：掌握流量計(jì)算方法。

小計(jì)88

四、學(xué)時(shí)分配表

課內(nèi)學(xué)時(shí)課

外

其中

學(xué)

序號(hào)課程內(nèi)容課內(nèi)

上機(jī)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐

講課時(shí)

小計(jì)研討

學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)

1緒論220.52

2流體靜力學(xué)42616

3流體運(yùn)動(dòng)學(xué)22416

4流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)4260.54

5量綱分析和相似原理220.54

6流動(dòng)阻力和水頭損失440.52

7孔口、管嘴出流和有壓管流22402

8明渠流動(dòng)220.52

9堰浦1102

10滲流110.52

合計(jì)24832532

五、課外學(xué)習(xí)要求

1、課內(nèi)教學(xué)需學(xué)生課前預(yù)習(xí)，了解課內(nèi)教學(xué)主要內(nèi)容，形成相關(guān)理論知識(shí)的初步認(rèn)識(shí)，

總學(xué)時(shí)應(yīng)不少于16學(xué)時(shí)。

2、學(xué)生課外學(xué)習(xí)可選取《水力學(xué)》（向華球編，清華大學(xué)出版社，1987版）、《水力學(xué)

理論與習(xí)題》（紀(jì)立智編，上海交大出版社，1987版）等作為自主學(xué)習(xí)書籍。

3、作業(yè)以課本習(xí)題為主，總作業(yè)量不少于40題，總學(xué)時(shí)應(yīng)不少于16學(xué)時(shí)；應(yīng)結(jié)合工

程實(shí)際，應(yīng)用課程理論知識(shí)提出問(wèn)題并用于學(xué)習(xí)討論。

六、教學(xué)方法

1、本課程基本理論知識(shí)采取課堂講授方法，通過(guò)PPT電子課件、板書等形式，闡明基

本概念、論證定律和公式，引導(dǎo)學(xué)生分析和認(rèn)識(shí)問(wèn)題。

2、課內(nèi)教學(xué)可根據(jù)章節(jié)內(nèi)容設(shè)置研討學(xué)時(shí)12學(xué)時(shí)，共10個(gè)主題。

1）流體粘性及其表象（0.5學(xué)時(shí)）；2）水構(gòu)筑物受力分析（1學(xué)時(shí)）；

3）水擊現(xiàn)象本質(zhì)及對(duì)策（1學(xué)時(shí)）：4）模型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（0.5學(xué)時(shí)）；

5）管道水力計(jì)算（0.5學(xué)時(shí)）；6）管嘴孔口流量差異性分析（0.5學(xué)時(shí)）

7）水渠設(shè)計(jì)計(jì)算（0.5學(xué)時(shí)）8）井和井群已水量分析（0.5學(xué)時(shí)）

七、課程考核要求及方法

1.考核方式：考試。；考查（V）

2.成績(jī)?cè)u(píng)定：

計(jì)分制：百分制R）；五級(jí)分制（）；兩級(jí)分制（）

總評(píng)成績(jī)構(gòu)成：平時(shí)考核（20）%；中期考核（）%；實(shí)踐環(huán)節(jié)（10）%；期末考

核（70）%

平時(shí)考核包括：考勤考紀(jì)（10%）、作業(yè)（10%）

實(shí)踐環(huán)節(jié)包括：教學(xué)實(shí)驗(yàn)（10%）

八、建議教材及參考資料

建議教材：

趙存友主編，《工程流體力學(xué)》，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2010年版

參考資料：