《流体力学A》教学活动大纲

《流体力学A 》教学大纲

一、课程基本信息

二、课程描述

中文：本课程是为机自、车辆、热能工程专业学生开设的专业基础课，属于专业核心课程。本课程的任务是系统介绍流体的力学性质、流体力学的基本概念、基本理论、基本定律和常用分析方法，以及流体力学的工程应用等，培养学生分析和解决简单流体力学工程问题的能力，掌握一定的流体实验技能，为学生学习相关后续专业课程和从事相关的工程技术和科研工作奠定坚实基础；其主要内容为流体的定义与性质，流体静力学，流体运动学，流体动力学，相似原理与量纲分析，理想流体运动分析，不可压缩粘性流体的内部流动，不可压缩粘性流体的外部流动，可压缩流体的流动，管道流动分析与计算等。

本课程的先修课程：高等数学，理论力学，材料力学。

英文：This is a fundamental course for majors of mechanical engineering, vehicle engineering. The duties of this course are to systematic introduce the mechanical characteristics of fluid, basic concepts and theories, common analysis method and

engineering application of fluid. The study of this course develops the students’ability to analyze and solve practical fluid problems, to grasp necessary experiment skills, and to apply the basic fluid knowledge in engineering practice and scientific research, thus laying a solid foundation for their study of follow-up courses and research work. The main contents of this course are the definition and characteristics of fluid, fluid statics, fluid kinematics, fluid dynamics, similarity theory and dimensional analysis, ideal fluid analysis, internal flow of uncompressible viscous flow, external flow of uncompressible viscous flow, compressible flow, hydraulic pipe analysis etc.

Prerequisites: Advanced Mathematics；Theoretical Mechanics；Mechanics of Materials

三、课程内容

（一）课程教学目标

工程流体力学是一门重要的专业基础课，主要研究流体处于平衡或者运动状态下的力学规律以及这些规律在工程实际中的应用。主要讲授流体力学的基本概念、流体静力学、流体运动学和动力学、量纲分析与相似原理、粘性流体的内部流动及其水头损失、粘性流体的外部流动、理想流体的无旋流动、气体一维流动。通过本课程的学习，要求学生掌握流体力学的基本理论和基本原理；了解相似理论与量纲分析、粘性流体绕流运动；具备应用流体力学的基本知识和基本理论分析和解决工程实际中有关流体力学问题的能力。

（二）基本教学内容

绪论& 第一章流体及其物理性质

教学目的与要求：

绪论主要介绍流体力学的研究对象、研究方法，流体力学的发展简史以及在现代科学中的应用。第一章主要涉及到流体的力学定义和特征、流体的基本物理性质和液体的表面性质；要求学生了解流体力学在工程技术中的地位和作用，培养同学们对流体力学的兴趣与爱好，掌握流体与固体的典型区别，深刻理解连续介质模型，了解流体的主要物理性质，掌握不可压缩流体和可压缩流体、流体粘性的概念，理想流体与粘性流体的区别，了解流体的表面张力及毛细现象，能够正确应用牛顿内摩擦定律分析解决流固液膜条件下流体的运动与固体间的相互作用问题。

教学重点：

流体的三大特征；流体的连续介质假设；液体的特性及主要物理参数；粘性和牛顿内摩擦定律的有关概念；液体的表面张力和毛细现象。

教学难点：

连续介质的模型；流体的粘性的定义、原因及影响因素；牛顿内摩擦定律；表面张力。教学内容：

流体的定义和特征；流体的连续介质模型；流体的密度、重度、比体积与相对密度；流体的热膨胀性和可压缩性；流体的粘性；表面张力及毛细现象。

学时分配：6学时。

第二章、流体静力学

教学目的与要求：

了解液柱测压计的工作原理，掌握作用在平面和曲面上的流体总压力的特性和计算。准确分析作用在流体上的力，掌握流体静压强及其特性，流体静压强的分布规律，压强的计量基准和计量单位；利用流体平衡微分方程、静力学基本方程，求解重力作用下任意点的流体静压强；了解等压面、水头与单位势能等基本概念、压强测量的计式及测量方法；掌握流体在非惯性坐标系统中液面等压面的形状和内部的压强分布的规律；能利用基本公式求解

作用于平面上和曲面上的静水总压力的大小，方向及其作用点。

教学重点：

流体处于平衡状态的条件和流体静压强及其特性、流体平衡微分方程式、流体静力学基本方程及其应用、液体在非惯性坐标系中的相对平衡、静止液体作用在平面和曲面上的总压力。

教学难点：

静止流体平衡微分方程的建立、静力学基本方程的推导和应用、流体的相对平衡、平面和曲面上的流体总压力计算。

教学内容：

作用在流体上的力和流体静压强及其特性；流体平衡微分方程式；流体静力学基本方程式；液柱式测压计；流体在非惯性坐标系中的相对平衡；静止流体对壁面的压力。

学时分配：6学时。

第三章、流体运动学基础

教学目的与要求：

理解流体的流动特性，掌握描述流体运动的方法与相应的描述参数以及粘性流体的流动形态分类和流体流动的分类等基本概念，了解流场的概念及其描述方法、流体运动的基本概念及其区别；能够根据雷诺数来对流体流动形态进行判定；掌握流体的定常、非定常和不同维度的流动状态的划分。

教学重点：

流动速度流场及其描述、欧拉描述方法与拉格朗日描述方法、流线和迹线的概念；恒定流与非恒定流、均匀流与非均匀流、渐变流与急变流的定义及其区别、根据雷诺数来对粘性流体流态的判别。

教学难点：