课程教学大纲(40学时) 英文名称: Fluid Mechanics 课程类型:学科基础课程 学时 学分:2.5 适用对象:土木专业 先修课程:高等数学(工)、大学物理、工程数学 使用教材及参考书:《流体力学》,张鸿雁等编,科学出版社,2004年7月;《流体力学习题课教程》,张鸿雁、宁克信 编,西安建筑科技大学印 课程的性质、目的与任务 课程性 流体力学是土木专业的一门学科基础课程 2.课程目的 通过教学使学生掌握流体力学的基本理论及其有关应用,教学过程中通过布置适量的习题作业,组织讨论等不同的教学环 节,使学生应用学过的知识的分析能力、计算和实验的技能得到切实的训练。 课程任务 通过教学使学生掌握流体力学这门学科的基本概念、基本原理、基本计算方法,并具有一定的分析、判断、计算实验能 力,为继续学习后续课程,从事专业工作奠定流体力学的基础知识 教学内容及要求 第一章绪论 教学内容:流体力学的任务及发展概况,作用在流体上的力(质量力和表面力),流体的主要力学性质(惯性、重力特 性、粘滞性、压缩性和热胀性及表面张力特性),流体力学模型。 1.了解流体力学的任务及发展概况。 2.理解作用在流体上的质量力和表面力 3.掌握流体的几个主要力学性质 4.理解连续介质和理想流体模型。 重点:作用流体上的力,流体的主要力学性质,牛顿内摩擦定律,连续介质和理想流体的概念。 难点:质量力与表面力的理解,连续介质和理想流体模型。 第二章流体静力学 教学内容:流体静压强及其特性,欧拉平衡微分方程,等压面,流体静力学基本方程,静水压强的计算和测量,液体的相 平衡,作用在平面和曲面上的静水总压。 1.理解流体静压强的定义及其特性。 2.理解流体平衡微分方程的物理意义 3.能熟练运用流体静力学基本方程解 静水 玉强的计算与测量 4.掌握等加速水平运动容器和等角速旋转容器中液体的压强分布规律 会计算作用在平面和曲面上的静水总压。 重点:静止流体和相对静止流体中的压力计算,静水总压的计算。 难点:压力体的概念,静水总压的计算 三章流体动力学 学内容:描述流体运动的两种方法,欧拉法的若干概念,流动分类,液体连续性微分方程,欧拉运动方程,恒定总流连 续性方程,恒定元流伯诺里方程,恒定总流伯诺里方程,恒定气体伯诺里方程,恒定总流动量方程。 基本要求 1.了解流体运动的两种描述方法。 2.理解流线与迹线、流管、流束等概念 3.对流动的分类有所了解 点连绩方里方程、定总流伯里方程恒定气体伯述里方程、恒定总流动量方程 及这些方程的综合应用 重点:恒定总流连续性方程,恒定总流伯诺里方程、恒定总流动量方程,以及三大方程的应用。 难点:连续性方程、能量方程、动量方程的应用 四章相似理论和量纲分析 教学内容:流动相似的概念与相似准则,模型实验,量纲分析概念与量纲和谐原理,量纲分析法 基本要求 1.理解流动相似的概念。 2.能根据实验需要选择模型律和模型设计。 3.理解量纲和谐原理 4.能用瑞利法和π定理建立物理方程。 重点:模型律的选择和模型设计,瑞利法和π定理的应用 难点:模型律的选择,量纲分析法。 第五章流动阻力与水头损失 教学内容:流动阻力与水头损失的两种形式,两种流动状态,均匀流基本方程式,圆管层流,紊流特征及紊流切应力,圆
课程教学大纲(40学时) 英文名称：Fluid Mechanics 课程编码：203506 课程类型：学科基础课程 学时：40 学分：2.5 适用对象：土木专业 先修课程：高等数学（工）、大学物理、工程数学 使用教材及参考书：《流体力学》，张鸿雁等编，科学出版社，2004年7月；《流体力学习题课教程》，张鸿雁、宁克信 编，西安建筑科技大学印 一、课程的性质、目的与任务 1．课程性质 流体力学是土木专业的一门学科基础课程。 2．课程目的 通过教学使学生掌握流体力学的基本理论及其有关应用，教学过程中通过布置适量的习题作业，组织讨论等不同的教学环 节，使学生应用学过的知识的分析能力、计算和实验的技能得到切实的训练。 3．课程任务 通过教学使学生掌握流体力学这门学科的基本概念、基本原理、基本计算方法，并具有一定的分析、判断、计算实验能 力，为继续学习后续课程，从事专业工作奠定流体力学的基础知识。 二、教学内容及要求 第一章 绪论 教学内容：流体力学的任务及发展概况，作用在流体上的力（质量力和表面力），流体的主要力学性质（惯性、重力特 性、粘滞性、压缩性和热胀性及表面张力特性），流体力学模型。 基本要求： 1．了解流体力学的任务及发展概况。 2．理解作用在流体上的质量力和表面力。 3．掌握流体的几个主要力学性质。 4．理解连续介质和理想流体模型。 重点：作用流体上的力，流体的主要力学性质，牛顿内摩擦定律，连续介质和理想流体的概念。 难点：质量力与表面力的理解，连续介质和理想流体模型。 第二章 流体静力学 教学内容：流体静压强及其特性，欧拉平衡微分方程，等压面，流体静力学基本方程，静水压强的计算和测量，液体的相 对平衡，作用在平面和曲面上的静水总压。 基本要求： 1．理解流体静压强的定义及其特性。 2．理解流体平衡微分方程的物理意义，理解等压面的概念。 3．能熟练运用流体静力学基本方程解决静水压强的计算与测量。 4．掌握等加速水平运动容器和等角速旋转容器中液体的压强分布规律。 5．会计算作用在平面和曲面上的静水总压。 重点：静止流体和相对静止流体中的压力计算，静水总压的计算。 难点：压力体的概念，静水总压的计算。 第三章 流体动力学 教学内容：描述流体运动的两种方法，欧拉法的若干概念，流动分类，液体连续性微分方程，欧拉运动方程，恒定总流连 续性方程，恒定元流伯诺里方程，恒定总流伯诺里方程，恒定气体伯诺里方程，恒定总流动量方程。 基本要求： 1．了解流体运动的两种描述方法。 2．理解流线与迹线、流管、流束等概念。 3．对流动的分类有所了解。 4．理解各种方程的意义及其推导过程。 5．掌握恒定总流连续性方程、恒定元流伯诺里方程、恒定总流伯诺里方程、恒定气体伯诺里方程、恒定总流动量方程， 及这些方程的综合应用。 重点：恒定总流连续性方程，恒定总流伯诺里方程、恒定总流动量方程，以及三大方程的应用。 难点：连续性方程、能量方程、动量方程的应用。 第四章 相似理论和量纲分析 教学内容：流动相似的概念与相似准则，模型实验，量纲分析概念与量纲和谐原理，量纲分析法。 基本要求： 1．理解流动相似的概念。 2．能根据实验需要选择模型律和模型设计。 3．理解量纲和谐原理。 4．能用瑞利法和π定理建立物理方程。 重点：模型律的选择和模型设计，瑞利法和π定理的应用。 难点：模型律的选择，量纲分析法。 第五章 流动阻力与水头损失 教学内容：流动阻力与水头损失的两种形式，两种流动状态，均匀流基本方程式，圆管层流，紊流特征及紊流切应力，圆
管紊流,λ的变化规律及影响因素,局部水头损失,边界层简介。 基本要求 1.理解流动阻力与水头损失的两种形式及实际流体的两种流动状态。 2.掌握均匀流基本方程式及圆管均匀流过水断面上切应力的分布规律 3.掌握囻管层流的水力特征。 4.了解紊流特征及紊流切应力 5.掌握入的变化规律及影响因素 6.了解局部水头损失的产生原因 7.了解边界层的概念及绕流阻力 重点:流体作恒定流动时的阻力和机械能损失的规律,层流流动的规律、紊流流动的特点,管路中的水头损失的计算 难点:的变化规律及影响因素。 第六章有压管流 教学内容:孔口恒定出流,管嘴恒定出流,短管的水力计算,长管的水力计算,管网。 基本要求 1.会计算孔口和管嘴恒定出流的流量。 2.理解管嘴恒定出流的水流特征。 3.掌握短管与长管的水力计算。 4.了解管网的水力计算问题。 重点:孔口和管嘴恒定岀流的流量计算,管嘴恒定岀流的水流特征,短管与长管的水力计算 难点:管嘴真空现象的理解,短管与长管的水力计算。 三、课程教学基本要求 1.课堂讲授 教学以课堂讲授为主,使学生从中学到本课程的基本内容。 2.作业方面 习题是本课程应用和巩固基本理论、基本知识培养基本运算技能的首要方法。 课后作业每章不少于6~10题 3.考核方式 考试,形式以笔试为主,题型有选择题或填空题、简答题和计算题。 四、实践环节 五、学时分配 学时分配 讲课习题课实验课上机课讨论课其他 312 六、教学内容更新说明 制定者:刘云霞审定者:张志政 批准者:李安桂校对者:赵蕾 制定日期:2010年5月
管紊流，λ的变化规律及影响因素，局部水头损失，边界层简介。 基本要求： 1．理解流动阻力与水头损失的两种形式及实际流体的两种流动状态。 2．掌握均匀流基本方程式及圆管均匀流过水断面上切应力的分布规律。 3．掌握圆管层流的水力特征。 4．了解紊流特征及紊流切应力。 5．掌握λ的变化规律及影响因素。 6．了解局部水头损失的产生原因。 7．了解边界层的概念及绕流阻力。 重点：流体作恒定流动时的阻力和机械能损失的规律，层流流动的规律、紊流流动的特点，管路中的水头损失的计算。 难点：λ的变化规律及影响因素。 第六章 有压管流 教学内容：孔口恒定出流，管嘴恒定出流，短管的水力计算，长管的水力计算，管网。 基本要求： 1．会计算孔口和管嘴恒定出流的流量。 2．理解管嘴恒定出流的水流特征。 3．掌握短管与长管的水力计算。 4．了解管网的水力计算问题。 重点：孔口和管嘴恒定出流的流量计算，管嘴恒定出流的水流特征，短管与长管的水力计算。 难点：管嘴真空现象的理解，短管与长管的水力计算。 三、课程教学基本要求 1．课堂讲授： 教学以课堂讲授为主，使学生从中学到本课程的基本内容。 2．作业方面： 习题是本课程应用和巩固基本理论、基本知识培养基本运算技能的首要方法。 课后作业每章不少于6～10题。 3．考核方式： 考试，形式以笔试为主，题型有选择题或填空题、简答题和计算题。 四、实践环节 无 五、学时分配 章节 学时分配 合计 讲课 习题课 实验课 上机课 讨论课 其他 1 4 4 2 6 6 3 12 2 14 4 4 4 5 8 8 6 4 4 合计 40 2 40 六、教学内容更新说明 无 制定者：刘云霞 审定者：张志政 批准者：李安桂 校对者：赵 蕾 制定日期：2010年5月