东莞凌科教育土木工程专科流体力学教学计划凌科教育，服务热线：020-86220718 官网：www.LK28.com一、课程目标： 1、课程性质： 流体力学是建筑环境与设备专业必修的一门应用性较强的主要专业基础课。通过介绍流体力学的基本概念、基本原理和计算方法，使学生对专业课中所涉及的流体力学问题有一个初步的了解。 2、教学方法： 本门课程主要应用高等数学、工程力学等先行课程的知识。通过本课程的学习，使学生掌握专业课中所涉及的流体力学知识，培养学生的分析问题能力、解决问题能力、基本计算能力和实验技能，为学习专业课打下基础。 3、课程学习目标和基本要求： 本课程的任务如下： （1）使学生了解流体的主要力学性质，更好地讨论其游动规律。 （2）了解流体处于静止（或相对静止）状态下的力学规律及其在工程技术中的应用。 （3）掌握一元流体动力学的三大基本方程。三大方程是一元流体动力学的核心内容，要把握好此中心环节。 （4）掌握阻力损失规律及其计算方法，使能量方程的计算得以完善，并为学习管路计算做准备。 （5）掌握孔口管嘴出流规律，管路计算规律和气体射流规律，并能应用这些规律解决问题。 （6）对理想流体和粘性流体的多元流动部分有初步的了解。 （7）了解相似性原理。 4、课程类型：必修 5、先修课程：理论力学 二、课程内容及教学要求 （一）理论教学 第一部分 绪论 （1）作用在流体上的力 教学内容：作用在流体上的两种形式的力：质量和表面力。 教学要求：掌握对流体进行受力分析。 （2）流体的主要力学性质及力学模型 教学内容：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。 力学模型：连续介质、无粘性流体（理想流体）、不可压缩流体。 教学要求：掌握流体的力学性质，了解所使用的力学模型。 第二部分 流体静力学 （1）流体静压强及其特性 教学内容：流体静压强的分布规律；压强的计算基准和度量单位；液柱测压计。 教学要求：掌握流体静压强的特性、分布规律及计算。 （2）液体压力计算 教学内容：作用于平面的液体压力；作用于曲面的液体压力。 教学要求：掌握总静压力的计算。 （3）液体平衡微分方程及应用 教学内容：流体平衡微分方程，液体的相对平衡。 教学要求：简单了解液体平衡微分方程及其应用。 第三部分 一元流体动力学基础 （1）一元流体动力学基础知识 教学内容：描述流体运动的两种方法；恒定流动和非恒定流动；流线和迹线；一元流动模型。 教学要求：了解描述流体运动的两种方法，理解描述流体运动的一系列概念，掌握一元流动的分析方法。 （2）一元流体动力学基本方程及其应用 教学内容：连续性方程；恒定元流能量方程；过流断面的压强分布；恒定总流能量方程式；能量方程的应用；总水头线和测压管水头线；恒定气流能量方程；总压线和全压线；恒定流动量方程。 教学要求：正确理解三大方程的意义，并能熟练应用三大方程分析解决恒定总流问题。 第四部分 阻力损失规律 （1）层流沿程损失 教学内容：沿程损失和局部损失；层流与紊流；雷诺数；均匀流动方程式；圆管中的层流运动。 教学要求：正确理解流体运动的两种流态及判别准则，掌握沿程阻力系数及沿程损失计算方法。 （2）紊流沿程损失 教学内容：紊流脉动与时均法；紊流的半经验理论；尼古拉兹实验；紊流沿程阻力系数的半经验公式；工业管道和柯列勃洛克公式。 教学要求：了解紊流特征，正确理解尼古拉兹实验结果的理论意义及重要性，掌握紊流沿程阻力系数及沿程损失的计算方法。 （3）非圆管的沿程损失 教学内容：非圆管的沿程损失。 教学要求：掌握当量直径及非圆管沿程损失的计算。 （4）局部损失及减小阻力措施 教学内容：管流的局部损失；减小阻力的措施。 教学要求：了解局部损失的一般分析方法和减小阻力措施，掌握局部损失的计算。 第五部分 孔口、管嘴和管路流动 （1）孔口、管嘴出流 教学内容：孔口自由出流；孔口淹没出流；管嘴出流。 教学要求：掌握孔口、管嘴出流的水力计算。 （2）管路计算 教学内容：简单管路；管路的串联与并联；管网计算基础；有压管中的水击。 教学要求：熟练掌握简单管路和串并联管路的水力计算，掌握枝状管网的水力计算原理，了解环状管网的计算方法，水击概念及水击计算。 第六部分 气体射流 （1）气体射流 教学内容：无限空间淹没紊流射流特征；圆断面射流的运动分析；平面射流；温差或浓差射流；有限空间射流简介。 教学要求：掌握无限空间射流、温差或浓差射流的规律及计算，了解有限空间射流。 第七部分 多元流动流体动力学基础 （1）理想流体动力学基础 教学内容：不可压缩流体连续性方程；液体微团运动的分析；有旋流动；无旋流动；平面无旋流动；几种简单的平面无旋流动；势流迭加；理想流体运动微分方程；理想流体运动微分方程的积分。 教学要求：理解流体运动的三元分析方法，了解不可压缩流体连续性微分方程、流体微团运动的基本形式、势流迭加的含义及理想流体运动微分方程。 （2）粘性流体动力学基础 教学内容：以应力表示的粘性流体运动微分方程式；应力和角变形速度的关系；纳维斯托克斯方程；绕流运动与附面层基本概念；附面层动量方程；曲面附面层的分离现象与卡门涡街；绕流阻力和升力。 教学要求：了解纳维斯托克斯方程的意义，绕流运动和附面层基本概念，曲面附面层的分离现象及绕流阻力和升力。 第八部分 相似性原理和因次分析 教学内容：量纲分析法，相似原理，相似准则。 教学要求：理解流体力学中的量纲和谐原理，了解定理内容。理解几何、运动、动力相似之间的关系，了解牛顿相似原理。理解弗汝德准则、雷诺准则，会弗汝德准则的应用。知道模型设计过程。 （二）实践性教学 1、静水压强实验 教学要求：在学生掌握了静力学的基本理论以后，能够自己动手利用液柱式测压计测定水中任一点静压强，并且能根据水的容重测出未知油液的容重。 2、伯努利方程 教学要求：验证流体恒定总流能量方程，通过对动水力学现象的实验分析研讨，进一步掌握有压管流中动水力学的能量转换特性；掌握流速、流量、压强等动水力学水力要素的实验量测技能。 3、雷诺实验： 教学要求：观察层流、紊流的流态及其转换特征；测定临界雷诺数，掌握圆管流态判别准则；学习古典流体力学中应用无量纲参数进行实验研究的方法，并了解其实用意义。 4、局部阻力损失实验 教学要求：掌握三点法、四点法量测局部阻力系数的技能；通过对圆管突扩局部阻力系数的包达公式和突缩局部阻力系数的经验公式的实验验证与分析，熟悉用理论分析法和经验法建立函数式的途径；加深对局部阻力损失机理的理解。 5、沿程水头损失实验 教学要求：加深了解圆管层流和紊流沿程损失随平均流速规律，掌握管道沿程阻力系数的量测技术和应用气水压差计及电测仪测量压差的方法； 四、课时分配 序号 内容 讲课 实验 合计 一 绪论 2 2 二 流体静力学 8 10 静水压强实验 2 三 一元流体动力学基础 14 16 伯努利方程 2 四 流动阻力和能量损失 10 14 雷诺实验 2 16 局部阻力损失实验 2 沿程水头损失实验 2 五 孔口、管嘴、管路流动 10 10 六 气体射流 4 4 七 多元流动流体动力学基础 8 8 八 相似理论 2 2 机动 2 2 合计 60 10 70