流体力学-教案-)
完整版工程流体力学教案
授课时间班级授课顺序第1次课课题绪论、流体的物理性质目的要求1、了解流体力学工程与历史背景；2、了解流体力学的研究方法；3、明确理解流体的概念及连续介质假设、流体的主要物理参数；4、掌握牛顿内摩擦定律.教学内容要占八、、1、工程流体力学的研究任务和研究方法2、流体的概念及连续介质假设3、流体的主要物理参数4、流体的粘性工一■—重点：流体的概念及连续介质假设、流体的粘性、牛顿内摩擦定律.J2T 1任J27难点：连续介质假设、牛顿内摩擦定律.通过经典力学的知识引入本门课程,结合大量的实例讲解流体力学的开展过程及其重要性,增加学生对本课程的学习积极性.本此课以讲 述为 主,结合多媒体手段.1导论 1.1 工程流体力学的研究任务和研究方法 讲清工程流体力学的研究对象、研究内容、开展历程和研究方法,重 点介绍流体力学的开展历程和研究方法.说明工程流体力学在工程实践中的具体应用范围, 有重点地介绍流 体力学新的开展方向及在生产生活中的作用.〔20分钟〕通过与固体力学的比拟,引出流体力学各物理参数的概念,以及连续 介质假设和牛顿内摩擦定律.把抽象的概念具体化.____ 彳 0 ：玄右卜"今 R /4寺/S 山侬也教 学 思路与 教法设 计首先介绍流体的概念,并对物质的根本属性进行总结,突出介绍流体与固体之间的差异所在.〔8分钟〕讲清流体质点概念、流体连续介质模型的主要物理意义.〔12分钟〕1.2流体的密度、重度、比体积与相对密度讲清流体几个根本物理量,使学生掌握流体的密度、重度、比体积与相对密度的根本定义和公式,并对常见的水和空气的一些参数有所了解. 〔10分钟〕讲解流体的热膨胀性和可压缩性定义及计算公式,使学生掌握体积膨胀系数、体积压缩率和体积模量的概念和物理意义.〔10分钟〕1.3流体的粘性本节为重点,详细向学生介绍粘性的定义和牛顿内摩擦定律以及粘性的表示方法和单位,应使学生掌握动力粘度、运动粘度和恩氏粘度三者之间的区别和变换关系.最后向学生介绍粘度的变化规律,理想流体和实际流体.〔25分钟〕小结.布置作业：习题：1-9； 1T0; 〔5分钟〕通过生活中有趣的流表达象分析,学生对课程产生了一定的兴趣.课后分析授课时间班级授课顺序第2次课课题流体静力学目目的要V9 求1、明确理解流体静压强及根本特性；2、掌握流体静力学根本方程；3、掌握静压强的计算；4、掌握静压强的表示方法.教学内容要点1、作用于静止流体上的力2、流体静压强及其特性3、静止流体的平衡微分方程4、重力作用下静止流体中的压强分布规律5、静压强的表示方法及其单位重占难占重点：静止流体的平衡微分方程的建立及应用. 难点：静止流体的平衡微分方程的建立及应用.教学路与教旺设计2流体静力学介绍流体静力学定义以及流体静止状态的两种形式：相对静止和绝对静止.〔5分钟〕2.1作用于静止流体上的力画图讲解静止流体所受作用力的种类以及质量力和外表力的性质. 重点讲清质量力与惯性力之间的关系.〔10分钟〕2. 2流体静压强及其特性介绍压强的概说明流体静压强的两个重要特性.详细推导特性二,并给出流体静压强全微分公式,说明流体静压强是标量的具体含义.〔15分钟〕2. 3静止流体的平衡微分方程式画图推导静止流体的平衡微分方程式,并说明其物理意义.〔分钟〕综合平衡微分方程,得出压强差公式.介绍力势函数、有势力的定义以及相应的物理意义.〔10分钟〕给出等压面XE义,并由压强差公式引出等压面方程,介绍等压面的三个性质,由此说明判断等压面的原那么和方法.〔10分钟〕2.4重力作用下静止流体中的压强分布规律说明重力场中流体的根本特征,并推出流体静力学根本方程,详细分析流体静力学根本方程的能量意义和几何意义. 集中介绍概念：位置水头、压强水头、静力水头和淹深的概念.〔15分钟〕2. 5静压强的表示方法及其测量介绍概念大气压强、表压强、绝对压强和真空度,并对它们之间的关系画图详细说明.〔5分钟〕讲解压强测量的三种主要方式,并说明每一种的具体应用场合.详细介绍测压管、测压计、差压计和微压计的主要原理和具体测量方法.〔10分钟〕教学内容安排恰当,课堂节奏紧凑,学生对本次课内容理解较好.课后分析授课时间班级授课顺序第3次课课题流体静力学目的1、掌握相对平衡的问题.要求教学内容要1、流体的相对静止占八、、重占难占重点：流体的相对静止.难点：流体的相对静止.2.7流体的相对静止再次强调流体的相对静止意义,简单说明静止流体在容器作等速直线 运动时遵守流体静力学根本规律.〔10分钟〕分析静止流体在容器作等加速直线运动时的平衡规律,重点说明对此 类问题的具体分析方法：先写出流体的单位质量力,再列出等压面方 程,而后推导出流体静压强分布规律,得出最终的流体压强分布公式. 〔25分钟〕由此再推导出二种特例情况下流体静压强分布规律.〔20分钟〕分析静止流体在容器作等角速度旋转运动时的平衡规律,重点说明对 此类问题的具体分析方法：先写出流体的单位质量力,再列出等压面方 程,而后推导出流体静压强分布规律,得出最终的流体压强分布公式.〔20分钟〕由此再推导出两种特例情况下流体静压强分布规律.60分钟〕教 学 思路与 教法设 计小结.〔5分钟〕应该多结合具体实例讲解该局部内容. 课后分析授课时间班级授课顺序第4次课课题流体静力学目的要求1、掌握静止流体对平壁和曲壁合力的计算；教学内容要占八、、1、静止流体对壁面作用力的计算重占难占重点：静止流体对平壁和曲壁的合力计算.难点：静止流体对平壁和曲壁的合理计算.教学思路与教法设计2.6静止流体对壁面作用力的计算总压力概念.介绍本节主要内容.〔10分钟〕讲解静止流体对平面壁总压力的计算,之中介绍面积矩、惯性矩和压力中央等概念.〔20分钟〕讲解静止流体对曲面壁总压力的计算,重点说明压力体定义及其具体确定方法,并由此简述阿基米德原理.〔25分钟〕讲解实例.〔15分钟〕小结,布置本草习题：习题：2-4； 2-10； 2-13 ； 2-15； 2-18. 〔10分钟〕学生对压力体的理解有一定难度.课后分析授课时间班级授课顺序第5次课课题流体运动学根底r理解描述流体运动的方法;目的2、理解流体运动中的根本概念；要求3、掌握连续性方程的意义和作用.内容要1、研究流体运动的两种方法卜2、流体运动中的根本概念八、\3、连续性方程重点：流线和迹线的求法、连续性方程的意义和作用. 占又隹占难点：流线和迹线的求法.3流体运动学根本方程流体运动学定义,描述流体运动的几个根本运动规律.〔10分钟〕3.1研究流体运动的两种方法流场的概念,介绍研究流体运动的两种方法：拉格朗日法和欧拉法.教学主要说明两种方法的异同点,重点介绍欧拉法.〔15分钟〕思路与3.2流体运动中的根本概念教法设讲解欧拉法分析流体运动时的几个根本概念：定常流动、非定常流计动、均匀流动、一维流动、迹线、流线〔重点〕、流管、流束、过流断面、流量、平均速度.〔35分钟〕3. 3连续性方程式说明流体运动遵循的质量守恒定律就是连续性方程.〔25分钟〕小结,布置本章习题：3-1； 3-5o 〔5分钟〕到达了预期的教学效果. 课后分析授课时间班级授课顺序第6次课课题伯努利方程目的要求1、理解不可压缩理想流体的运动方程2、掌握伯努利方程的意义及应用教学内容要占八、、1、理想流体的运动微分方程式2、理想流体的伯努利方程式3、实际流体总流的伯努利方程式4、伯努利方程的应用重占难占重点：伯努利方程的意义及应用.难点：伯努利方程的意义及应用.教学思路与教法设计3流体运动学根本方程流体动力学定义及研究内容.〔5分钟〕3. 4理想流体的运动微分方程式画图推导理想流体的欧拉运动微分方程式,并说明各局部物理意义. 〔15分钟〕3. 5理想流体的伯努利方程式利用外力做功的能量关系,推导理想流体沿流线的伯努利方程式.〔10分钟〕引进几个根本概念：动能修正系数、缓变流动、缓变过流断面.〔10 分钟〕画图推导理想流体总流的伯努利方程式,并联系流体静力学根本方程说明各局部参量的能量意义和几何意义.〔10分钟〕3.7实际流体总流的伯努利方程式及其应用根据对理想流体总流的伯努利方程的修正得到实际流体总流的伯努利方程形式,并说明其应用条件.〔15分钟〕介绍毕托管、文丘里流量计的分析过程.〔25分钟〕通过数学函数的推导,学生能更好理解伯努利方程.课后分析授课时间班级授课顺序第7次课课题伯努利方程的应用目的要求1、掌握伯努利方程的意义及应用教学内容要占八、、1、伯努利方程的应用重占难占重点：伯努利方程的建立.难点：伯努利方程的建立.教学思路与教法设计3. 8实际流体总流的伯努利方程式及其应用讲解伯努利方程的物理意义,伯努利应用的条件,以及如何建立伯努利方程式.〔15分钟〕介绍孔板流量计和射流泵原理及分析过程.〔35分钟〕最后,结合几道具体的例题讲解,并做随堂练习.〔40分钟〕教学内容和方法安排得当,学生对此局部内容找我较好. 课后分析授课时间班级授课顺序第8次课课题动量定理及其应用目的要求1、掌握动量方程及其应用；2、了解动量矩方程.教学内容要占八、、1、动量定理及其应用2、动量矩定理及其应用重占难占重点：动量定理及其应用.难点：3.11动量定理及其应用详细推导流体的动量守恒原理,并对动量定理的几种不同形式进行分说明其各局部含义.利用动量方程对流体运动的几种典型情况进 行求 〔70分钟〕简单介绍动量矩定理,以及它应用的方面.〔10分钟〕 小结,布置本章习题：3-11； 3-14； 3-22； 3-27； 3-36.〔 10 分析, 教学解. 思路与 教法设 计 钟〕学生对流体的受力分析理解不是很透彻. 课后分析授课时间班级热动普授课顺序第9次课课题习题课目的对所学的知识进行总结要求教学内容要作业讲评占八、、重占难占教学思路与教法设计把学生没有掌握透彻的知识,通过实例讲解进行分析,到达了预期的课后效果分析授课时间班级授课顺序第10次课课题流体在管路中的流动目的要求1、掌握流体运动分两种类型及判别方法；2、正确理解层流和紊流的特征；3、了解沿程能量损失和局部能量损失的原因；4、掌握沿程能量损失的计算.教学内容要占八、、1、管路中流体流动的两种状态2、能量损失的两种形式3、圆管中的层流流动重占难占重点：恒定均匀流的沿程损失.难点：恒定均匀流的沿程损失.教学思路与教法设计4流体在管路中的流动介绍流体流动的主要方式.〔10分钟〕4.1管路中流体流动的两种状态介绍雷诺实验装置及实验过程,说明流动的三种不同状态：层流、湍流和过渡状态.并重点解释雷诺数和上、下临界流速等概念.〔25 分钟〕4. 2能量损失的两种形式利用公式说明流动阻力的两种形式：沿程阻力和局部阻力.并利用伯努利方程向学生解释清楚能量损失的具体物理含义.〔25分钟〕4. 3圆管中的层流流动利用牛顿内摩擦定律推导出圆管中的层流流动微分方程, 并以此分别导出速度分布公式、流量公式以及切应力分布公式.〔30分钟〕通过多媒体动画演示实际流动状态,学生很容易理解.课后分析授课时间班级授课顺序第11次课课题流体在管路中的流动目的要求1、掌握圆管中的湍流流动；2、掌握沿程阻力系数和局部阻力系数确实定；3、了解管路计算原那么和根本方法.教学内容要占人1、圆管中的湍流流动2、管中流动沿程阻力系数确实定3、局部阻力系数确实定4、管路计算重占难占重点：沿程阻力系数和局部阻力系数确实定.难点：沿程阻力系数和局部阻力系数确实定.教堂思路与教法设计4.5圆管中的湍流流动首先说明湍流与层流的本质区别,而后介绍研究湍流的统计时均法,主要解释概念：脉动、时均速度、时均值等.〔15分钟〕由时均速度引出湍流流动的时均速度结构,着重介绍粘性底层厚度.并根据雷诺数大小说明水力光滑流水力粗糙流动是湍流流动的两种不同流动状态,并穿插介绍水力光滑管和水力粗糙管概念.〔15 分钟〕根据普朗特混和长度理论,推导出湍流切应力分布规律公式和断面速度分布公式.〔15分钟〕4. 8管中流动沿程阻力系数确实定由管道沿程损失引出尼古拉兹实验,并说明参量间关系.此后利用尼古拉兹曲线图说明流体流动在五个区域流动中入值的理论和经验公式计算方法.由此再说明莫迪图与尼古拉兹曲线图二者之间的关系, 以及莫迪图的使用方法.〔20分钟〕4. 9局部阻力系数确实定介绍局部能量损失的三种形式,并说明产生局部能量损失的主要原因.〔5分钟〕详细讲解断面忽然扩大的局部阻力系数计算方法及过程.说明Z i 和Z 2代表的意义.〔10分钟〕小结,布置习题：4-8 ; 4-13.〔10分钟〕内容较多,学生应该课下及时看书复习.课后分析授课时间班级授课顺序第12次课课题相似理论和量纲分析目的要求1、掌握量纲分析法及其应用；2、掌握力学相似概念和主要相似准那么的意义及应用.教学内容要占八、、1、相似理论2、量纲分析及其应用重占难占重点：量纲一致原理及相似理论.难点：量纲一致原理应用.教学思路与教法设计相似理论详细讲解力学相似的概念,推倒主要的相似判据,重力相似判据、粘性力相似判据和压力相似判据〔30分钟〕量纲分析及其应用详细讲解布金汉定理.结合实例讲解布金汉定理的应用〔50分钟〕本章小结.〔10分钟〕学生对布金汉定理的理解有一定难度. 课后分析授课时间班级授课顺序第13次课课题压力管路目的要求1、掌握压力管路的分类；2、掌握压力管路的水力计算；教学内容要占八、、1、压力管路的分类2、压力管路的水力计算重占难占重点：串并联管路的水力计算.难点：串并联管路的水力计算.压力管路介绍压力管路在工程实际中的主要应用.〔10分钟〕压力管路的分类〔10分钟〕教学思路与教法设计长管的水力计算〔20分钟〕复杂管路的水力计算〔50分钟〕根本完本钱次课的相关内容. 课后分析授课时间班级授课顺序第14次课课题压力管路目的要求1、掌握压力管路的水力计算；教学内容要占八、、1、压力管路的水力计算重占难占重点：分支管路的水力计算.难点：分支管路的水力计算.教学思路与教法设计压力管路复杂管路的水力计算〔60分钟〕短管的水力计算〔30分钟〕根本完本钱次课的相关内容. 课后分析授课时间课题孑L 口出流目的要求1、掌握孔口出流的分类；2、掌握薄壁小孔出流的特征；教学内容要占八、、1、孔口出流的分类2、薄壁小孔口自由出流重占难占重点：薄壁小孔出流.难点：薄壁小孔出流.教学思路与教法设计孔口出流介绍孔口出流在工程实际中的主要应用和研究方法.〔10分钟〕孔口出流的分类本节主要讨论孔口出流的一些根本概念：薄壁孔口、厚壁孔口、大孔口、小孔口、自由出流、淹没出流.重点介绍薄壁孔口和厚壁孔口的主要技术特征.〔20分钟〕薄壁小孔口自由出流分析推导薄壁小孔口自由出流时的各个特征参数计算公式.〔60分钟〕课后分析学生独立分析实际问题的水平还有欠缺.授课时间课题一元不稳定流失目的要求1、了解水击的现象；2、了解水击压力计算和水击的预防.教学内容要占八、、1、水击的产生和水击波的传播2、水击的分类3、水击压力的计算4、水击的预防和利用重占难占重点：水击的预防和利用难点：水击的预防和利用充分利用多媒体软件的特点给学生演示水击的这个动画过程. 结合实际的流体运动,再进行相关的理论知识分析.教学思路与教法设计课堂反响较好. 课后分析授课时间班级授课顺序第17次课课题非牛顿流体目的要求1、掌握非牛顿流体的流变性和流变方程；2、塑性流体的流动规律；3、了解塑性流体的水力计算.教学内容要占八、、1、非牛顿流体的流变性和流变方程；2、塑性流体的流动规律.重占难占重点：非牛顿流体的流变性和流变方程；塑性流体的流动规律.难点：塑性流体的流动规律教学思路与教法设计非牛顿流体介绍流变性的相关概念,以及非牛顿流体的流变曲线〔20分钟〕重点讲解塑性流体的静止根本规律和运动规律,分析其流动状态,以及与水头损失之间的关系.〔40分钟〕讲解钻井工程中,钻井泵压力和功率的相关计算.〔25分钟〕本章小结,布置本章习题：6-6o 〔5分钟〕课后分析学生对实际应用有很浓厚的兴趣.授课时间班级授课顺序第18次课课题气体的一元流动目的要求1、掌握压力波的传播、音速、马赫数；2、掌握一元稳定流的根本方程.教学内容要占八、、1、声速和马赫数2、可压缩气体的一元流动的根本方程式重占难占重点：一元稳定流的根本方程.难点：一元稳定流的根本方程.教学思路与教法设计气体的一元流动简单介绍气体一元流动的概念及气体动力学研究内容和对象.〔5 分钟〕声速和马赫数通过例子推导出气体运动传播速度公式〔三种不同形式〕.〔15 分钟〕介绍马赫数概念及物理意义.〔5分钟〕可压缩气体的一元流动的根本方程式与液体的伯努利方程以及连续性方程比拟,推导出可压缩气体的一元流动的连续性方程和伯努利方程.〔20分钟〕小结,布置习题：7-3 ；7-4o 〔5分钟〕随堂练习〔40分钟〕教学效果较好. 课后分析授课时间班级授课顺序第19次课课题气体的一元流动目的1、掌握一元气流的根本特征要求2、了解气体在变截面管〔喷嘴〕中的流动教学内容要占八、、1、一元气流的根本特征2、气体在变截面管〔喷嘴〕中的流动重占难占重点：一元气流的根本特征.难点：一元气流的根本特征.本节米用自学加提问的方式进行教学.教学思路与教法设计完本钱堂课的教学方案.课后分析。
《流体力学》教案第一章流体及其主要物理性质
前言流体力学是力学的一门重要分支。
它是运用力学中的基本规律，研究流体平衡及其运动规律的一门学科。
这门课侧重于流体力学在工程实际中的应用，而对于我们专业来讲，则主要是研究流体力学中的不可压缩流体的平衡及运动规律部分，因为我们经常会遇到的有关水面舰艇、潜艇及鱼雷的运动问题，都是在海水中进行的，而我们一般认为海水的密度为常数，即海水为不可压缩流体。
关于流体的压缩性（可压或不可压），我们在下一节中再详细阐述。
下面就流体力学的发展简史，它的研究方法和内容，这门课程在本专业中的地位与作用等三方面的问题进行说明。
1、流体力学的发展简史流体力学成为一门完整的学科，是经历了一个漫长的历史过程。
人类最早对流体的认识是从供水、灌溉、航行等方面开始的。
例如我国古代传说中的大禹治水的故事及李冰父子在四川修建的都江堰水利工程都是劳动人民利用流体的知识去改造大自然的光辉范例。
在流体力学领域中，最早的一部科学著作是公元前250年由阿基米德所著的《论浮体》，书中精确的给出了著名的“阿基米德原理”，但在这之后的相当长时间里，流体力学几乎没有什么显著进展。
随着欧洲资本主义萌芽的产生，到十七世纪末流体力学又有了许多成就，托里拆利的孔口出流公式、巴斯卡原理、牛顿内摩擦定律等都是当时在流体力学领域内取得的成就，但这些成就都是离散的，孤立的，还不足以使流体力学发展成为独立的学科体系。
流体力学成为独立的一门学科是开始于十八世纪伯诺利（D.Bernonlli）方程和欧拉（L.Euler）方程的建立，十九世纪初期和中期，纳维埃（L.Navier）和斯托克斯（G..G..Stocks）发表了非常著名的粘性流体的运动方程式（即N-S方程）。
十九世纪末，雷诺（O.Regnolols）发现了流体的两种完全不同的流动状态，即层流和紊流。
二十世纪以来，这门科学的发展很快，库塔（W.M.Kutta）和儒可夫斯基（H.E.Joukowski）发表了机翼的升力理论，为航空事业的发展奠定了坚实的理论基础，普朗特（L.Prardtl）提出了边界层理论，这些理论对流体力学开始脱离经典式的理论研究而与工程实际相结合起着很大的作用。
中国石油大学工程流体力学教案
中国石油大学工程流体力学教案一、课程简介工程流体力学是研究流体在工程中的应用和行为的科学，它涉及到流体的运动规律、动力学特性以及流体与固体相互作用的规律。
本课程旨在使学生掌握流体力学的基本理论、方法和应用，为他们在石油工程、化工、能源等领域的工作提供必要的流体力学知识。
二、教学目标通过本课程的学习，学生应能：1. 理解并掌握流体力学的基本概念、原理和定律；2. 运用流体力学的理论和方法分析和解决实际工程问题；3. 掌握流体力学在石油工程等领域的应用；4. 培养科学思维和创新能力，提高工程实践能力。
三、教学内容第一部分：流体力学基础1. 流体的性质和流动分类2. 流体静力学3. 流体动力学第二部分：流体流动的数值模拟1. 数值模拟的基本原理和方法2. 流体流动的数值模拟实例第三部分：流体与固体的相互作用1. 流体对固体的作用力2. 流体与固体的相互作用实例第四部分：流体力学在石油工程中的应用1. 油气藏流体力学2. 油井流动分析3. 油气管道流动分析四、教学方法采用课堂讲授、案例分析、上机实习相结合的教学方法。
通过讲授流体力学的基本理论和方法，分析实际工程案例，使学生掌握流体力学的应用技能。
利用上机实习环节，让学生亲自动手进行流体流动的数值模拟，提高他们的实践能力。
五、教学评价课程结束后，进行闭卷考试，考试内容涵盖课程的全部教学内容。
还将在学习过程中进行课堂讨论、上机实习等形式的平时考核，全面评估学生的学习效果。
六、教学安排1. 流体的性质和流动分类课时：2学时2. 流体静力学课时：4学时3. 流体动力学课时：6学时4. 数值模拟的基本原理和方法课时：4学时5. 流体流动的数值模拟实例课时：4学时6. 流体对固体的作用力课时：4学时7. 流体与固体的相互作用实例课时：4学时8. 油气藏流体力学课时：4学时9. 油井流动分析课时：4学时10. 油气管道流动分析课时：4学时七、教学资源1. 教材：工程流体力学教材及相关参考书2. 课件：教师制作的课件3. 案例分析：实际工程案例及相关数据4. 数值模拟软件：FLUENT、ANSYS等流体力学模拟软件八、教学建议1. 提前预习，加强课堂互动：学生应提前预习教材，了解课程内容，积极参与课堂讨论，提高学习效果。
流体力学教案
流体力学教案
流体力学教案
一、教学目标
1.理解流体的定义和特性；
2.掌握流体力学的力学规律；
3.理解流体力学在工程中的应用。
二、教学内容
1.流体的定义和特性；
2.流体的平衡和运动规律；
3.流体力学在工程中的应用。
三、教学重点与难点
1.重点：流体的定义和特性，流体的平衡和运动规律；
2.难点：流体力学在工程中的应用。
四、教学方法
1.讲授法：教师对流体力学的基本概念和理论进行讲解；
2.案例法：教师选取具体的工程案例，演示流体力学的应用。
五、教学过程
1.导入新课：通过提问导入，引导学生思考流体的定义和特性；
2.讲授新课：讲解流体的定义和特性，流体的平衡和运动规律；
3.巩固练习：让学生分析具体的流体问题，计算流体平衡和运动的力学规
律；
4.归纳小结：回顾本节课的重点和难点，总结流体力学的应用。
六、教学评价
1.评价方法：考试、作业、课堂表现；
2.设计评价策略：设计考试题目，检测学生对流体力学知识的掌握程度。
流体力学授课教案
流体力学授课教案（32）
总体说明
课程性质：专业基础课、必修课。
教学目的与要求：要求学生了解或掌握流体运动与平衡规律及其在工程上的简单应用。
教学内容包括两大部分：前半部分介绍流体的平衡与运动规律、后半部分介绍其工程应用。
通过学习，希望学生能够掌握流体平衡与运动的基本概念与计算方法，了解流体运动的基本规律，提高对流体运动的认识，为解决将来工作上的流体问题奠定理论基础。
与本课程同时开设的相关专业基础课有：材料力学
课程总学时32时，包括实验4学时。
教学方式：讲堂讲授、实验教学、课堂讨论等，以课堂讲授为主。
考核方式：考查，总成绩评定中，闭卷成绩占70%，实验、平时作业占30%。
实验课：学生自由组合按组实验，由实验指导教师评定实验成绩。
答疑时间：每周一次固定时间以及电话随时答疑。
具体安排
课程名称：第1次课
课程名称：第2次课
课程名称：第3次课
课程名称：第4次课
课程名称：第6次课
课程名称：第7次课
课程名称：第8次课
课程名称：第9次课
课程名称：第11次课
课程名称：第12次课
课程名称：第13次课
课程名称：第14次课机动课。
流体力学的流体静压力与浮力教案
流体力学的流体静压力与浮力教案
教学目标：
1.掌握流体静压力的概念和计算方法。
2.理解浮力的原理和应用。
3.能够运用流体静压力和浮力原理解释生活中的现象。
教学内容：
一、流体静压力
1.定义：流体单位面积上受到的垂直于该表面的法向力称为流体静压力，简
称压力。
2.特征：流体静压强的方向沿着作用面的内法线方向。
静止流体中的任意一
点处的静压强大小和作用面的方位无关。
3.计算方法：根据流体静力学的原理，压强可以通过以下公式计算：压强=力
/面积。
例如，将一个力F作用在一个面积A上，那么通过上述公式可以得到该点的压强P。
二、浮力
1.原理：浮力是指物体在流体中所受到的垂直向上的力，其大小与物体排开
流体的体积成正比。
2.应用：在造船、航空、航天等领域，设计师需要考虑到物体在流体中的浮
力，以确保其稳定性和安全性。
教学重点与难点：
重点：掌握流体静压力和浮力的概念和计算方法。
难点：理解浮力的原理和应用。
教学方法：
1.理论讲解：通过讲解流体静压力和浮力的概念和计算方法，让学生对流体
静压力和浮力有初步的认识。
2.案例分析：通过分析生活中的现象，如船只在水中的浮力、飞机在空中的
稳定性等，让学生理解浮力的原理和应用。
3.实验演示：通过实验演示，让学生直观地感受流体静压力和浮力的存在和
变化。
教学评价：
1.课堂提问：通过提问，检查学生对流体静压力和浮力的理解情况。
2.作业布置：布置相关作业，让学生进一步巩固所学知识。
流体力学教案第2章流体静力学
第二章 流体静力学§2－1作用在流体上的力、表面力、质量力在运动的实际流体中任取一块流体，其体积为V ，表面积为A ，在这块流体上任取一微元面积δA ，作用在其表面上的力为δF ，分解为⎩⎨⎧切向力法向力τδδF F n ，则法向力： AF p A δδδn 0lim →= (N/m 2)切向力：AF A δδτδτ0lim →= (N/m 2)在这块流体上，取一流体微团，其体积为δＶ，由于地球引力的作用，产生的重力为ρg δV 。
由于流体存在加速度a，根据达朗贝尔原理，虚加的惯性力为-ρδＶa。
所以，流体所受的力为：⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎩⎨⎧惯性力重力或体积力质量力一般情况不考虑和表面张力摩擦力切向应力压力法向应力表面力)()()()(στP 表面力―是指作用在流体中的所取某部份流体体积表面上的力，也就是该部分体积周围的流体（既可是同一种类的流体，也可是不同种类的流体）或固体通过接触面作用在其上的力。
质量力―是指作用在流体内部所有流体质点上并与流体的体积或质量成正比的力，又称体积力。
通常，单位质量流体的质量力用→f 表示，在笛卡尔直面坐标系中：k j i zyxf f f f →→→→++=流体静力学―研究流体处于静止状态时各种物理量的分布规律及在工程实际中的应用。
所谓流体的静止状态是指流体对选用的坐标系无相对运动的状态。
δF§2－2流体的静压强及其特性在静止的流体中，任取一块流体。
当δA →0时，p 就定义为空间某点的静压强：AP p A δδδlim→=静压强的两个特性：① 流体静压强指向作用面的内法线方向。
② 流体中任意点静压强的大小只是位置的函数，即p=f (x ，y ，z )与其作用面的方向无关，又称作静压强各向同性。
证①：流体中任意点所受的力均可分为切应力和压应力。
因总体静止，0d d =yu， 故切应力0=τ，所以，只存在法向应力，当然垂直于作用面。
又：流体在拉力作用下，要发生运动，因为静止，故只存在压应力。
高中流体力学问题教案模板
教学目标：1. 理解流体力学的基本概念和原理。
2. 掌握流体压强、流速、流量等基本物理量的计算方法。
3. 能够运用流体力学知识解决实际问题。
4. 培养学生的逻辑思维能力和创新意识。
教学重点：1. 流体压强的产生和计算。
2. 流速与流量的关系。
3. 流体力学在实际问题中的应用。
教学难点：1. 流体压强与流速的关系。
2. 流量守恒定律的运用。
教学准备：1. 多媒体课件。
2. 流体力学实验器材（如：流速计、压强计等）。
3. 实际应用案例资料。
教学过程：一、导入1. 通过展示生活中的流体现象（如：喷泉、瀑布等），激发学生学习流体力学的兴趣。
2. 提问：流体有哪些特性？如何描述流体的运动？二、新课讲授1. 流体压强的产生和计算- 讲解流体压强的概念，引入帕斯卡原理。
- 举例说明流体压强在生活中的应用。
- 讲解流体压强的计算公式，并举例计算。
2. 流速与流量的关系- 介绍流速和流量的概念。
- 讲解流速与流量的关系，引入流量守恒定律。
- 通过实验演示流速与流量的关系。
3. 流体力学在实际问题中的应用- 展示流体力学在工程设计、交通运输、环境保护等领域的应用案例。
- 分析案例中流体力学原理的运用。
三、课堂练习1. 计算流体压强和流速。
2. 分析流量守恒定律在实际问题中的应用。
四、课堂小结1. 总结本节课所学内容，强调重点和难点。
2. 提出课后作业，巩固所学知识。
五、课后作业1. 完成课后习题，加深对流体力学概念的理解。
2. 收集生活中流体力学的实例，进行分析和总结。
教学反思：1. 本节课通过多媒体课件和实验演示，使学生对流体力学的基本概念和原理有了更直观的认识。
2. 在课堂练习中，学生能够运用所学知识解决实际问题，提高了他们的实践能力。
3. 通过课后作业的布置，巩固了学生对流体力学知识的掌握，为后续学习奠定了基础。
备注：教师可根据实际情况调整教学内容和进度，注重启发式教学，引导学生主动探究，培养学生的创新思维。
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同前
教研室主任的审批意见
教学内
容要点
1、理想流体的运动微分方程式
2、理想流体的伯努利方程式
3、实际流体总流的伯努利方程式
4、伯努利方程的应用
教学
后记
周次
第5~6周
授课时间
6学时
章节
名称
第5章实际（粘性）流体的动力学基础
§5-1粘性流体的运动方程
§5-2恒定元流的伯努利方程
§5-3恒定总流的伯努利方程
教材选用原则和特点
本课程所采用的教材系高等学校土木工程专业常采用的一本经典教材，该教材章节清晰，语言简练，通俗易懂。
考核方式
1、笔记10%
2、期末40%
3、平时50%
教学参考资料
1、《流体力学泵与风机》，周谟仁主编，中国建筑工业出版社；
2、《工程流体力学》莫乃榕主编华中科技大学出版社2003；
3、《工程流体力学》李玉柱贺五洲主编清华大学出版社2006；
2学时
教学目的
和要求
1、了解流体力学工程与历史背景；
2、了解流体力学的研究方法；
3、明确理解流体的概念及流体的主要物理参数；
4、掌握牛顿内摩擦定律。
教学
方法
选择以下方面：
教师讲授（√），课堂讨论（），提问式教学（√），实验（），课堂练习（）。
教学
重点
难点
重点：流体的概念、作用于流体表面上的力、流体的粘性、牛顿内摩擦定律。
§5-4气流的伯努利方程
§5-5有流量分流或汇流的伯努利方程
§5-6有能量输入输出的伯努利方程
§5-7恒定总流的动量方程
授课方式
理论课（√）
教学时数
6学时
教学目的
和要求
让学生掌握有关水头损失的分类及计算方法，及水流流动型态的一些基本概念
教学
方法
选择以下方法：
教师讲授（√）
教学
重点
难点
重点：沿程水头损失计算、局部水头损失计算
参考资料
同前
教研室主任的审批意见
教学内
容要点
1、研究流体运动的两种方法；
2、流体运动中的基本概念；
3、连续性方程。
教学
后记
周次
第4~5周
授课时间
6学时
章节
名称
第4章理想流体动力学和恒定平面势流
§4-1欧拉运动微分方程
§4-2理想流体恒定元流的伯努利方程
§4-3元流伯努利方程的意义和应用
§4-4恒定平面势流的流速势函数和流函数
授课方式
理论课（√）
教学时数
4学时
教学目的
和要求
1、理解描述流体运动的方法；
2、理解流体运动中的基本概念；
3、掌握连续性方程的意义和作用。
教学
方法
选择以下方Hale Waihona Puke ：教师讲授（√）教学
重点
难点
重点：流线和迹线的求法、连续性方程的意义和作用。
难点：流线和迹线的求法。
讨论
练习
作业
安排作业2题，巩固学生学习的知识。
学生创新精神和实践能力培养方法
本课程是一门与实践联系紧密的专业课程，在课堂教学时应特别注重引导学生把学到的理论知识应用到实际工程实践中去，培养学生综合运用基础知识和专业知识及计算能力。同时，通过课程设计进一步培养学生严谨、勤奋、求实和创新的学风，增强学生的事业心和责任感，增强学生职业适用面和适应工作的能力。
难点：紊流的特征
讨论
练习
作业
安排作业3题，巩固学生学习的知识
参考资料
同前
教研室主任的审批意见
教学内
容要点
1、水头损失及其分类
2、水流的流动型态、紊流的运动特征
§2-2欧拉平衡微分方程
§2-3液体压强的测量
§2-4静止流体对平面的作用力
§2-5静止流体对曲面的作用力
授课方式
理论课（√）
教学时数
6学时
教学目的
和要求
1、明确理解流体静压强及基本特性；
2、掌握流体静力学基本方程；
3、掌握静压强的计算；
4、掌握静压强的表示方法；
5、掌握静止流体对平壁和曲壁合力的计算。
教学
方法
选择以下方法：
教师讲授（√）
教学
重点
难点
重点：静止流体的平衡微分方程的建立及应用；静止流体对平壁和曲壁的合力计算。
难点：静止流体对平壁和曲壁的合理计算；静止流体的平衡微分方程的建立及应用。
讨 论
练 习
作 业
安排作业3题，巩固学生学习的知识。
参考资料
同前
教研室主任的审批意见
教学内
容要点
1、作用于静止流体上的力；
流体力学课程
教
案
本课程教学目的和要求
《流体力学》是土木工程专业的一门必学的专业课程。它是专门研究流体的运动特征及应用基本规律解决工程中出现的实际问题。本课程综合性强专业性强。学生通过本课程的学习，能掌握流体的基本运动特征，具备一定解决实际工程中出现的流体力学问题。
本课程教学方法
按选用教材内容以课堂理论授课为主。同时根据学生习题情况，适当安排部分习题课和课堂讨论。注重引导学生理论与实践的连接。
4、《工程流体力学(水利学)》禹华谦主编西南交通大学出版社，1999；
5、《流体力学》张也影主编高等教育出版社，1999；
6、《流体力学》Frank M. White清华大学出版社2004；
7、《水力学》许荫椿、胡得保主编华东水利学院；
8、《河流动力学》张书农、华国祥主编河海大学；
9、《流体力学学习方法及解题指导》程军、赵毅山主编同济大学出版社2004。
§4-5几种简单的平面势流
§4-6势流的叠加
授课方式
理论课（√）
教学时数
6学时
教学目的
和要求
1、理解不可压缩理想流体的运动方程
2、掌握伯努利方程的意义及应用
教学
方法
选择以下方面：
教师讲授（√），提问式教学（√））
教学
重点
难点
重点：伯努利方程的意义及应用。
难点：伯努利方程的意义及应用。
讨论
练习
作业
安排作业3题。
对教案的分析总结
本课程教案是按照土木工程专业教学大纲与授课计划要求编写，符合课程教案编写要求，能够达到合理组织课堂教学目的。
各教学单元教案
周次
第1周
授课时间
2学时
章 节
名 称
第1章绪论
§1-1流体力学的 、发展概况和研究方法
§1-2作用于流体上的力
§1-3流体的主要物理力学性质
授课方式
理论课（√）
教学时数
难点：牛顿内摩擦定律。
讨论
练习
作业
课堂讨论，巩固学生学习的知识。
参考资料
同前
教研室主任的审批意见
教学内
容要点
1、工程流体力学的研究任务和研究方法；
2、流体的概念及连续介质假设；
3、流体的主要物理参数；
4、流体的粘性；
教学
后记
周次
第1~2周
授课时间
6学时
章节
名称
第2章流体静力学
§2-1流体静压强的特性
2、流体静压强及其特性；
3、静止流体的平衡微分方程；
4、重力作用下静止流体中的压强分布规律；
5、静压强的表示方法及其单位；
6、静止流体对壁面作用力的计算。
教学
后记
周次
第3周
授课时间
4学时
章节
名称
第3章流体运动学
§3-1描述流体运动的两种方法
§3-2流体运动的连续性方程
§3-3流体微团运动的分析
§3-4无旋运动（无涡流）和有旋运动（有涡流）