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课程类别：学科专业基础必修课 课程名称：工程流体力学
开课单位：电气与动力工程系 课程编号：B0512042
总 学 时：56 学 分：3.5
适用专业：能源与动力工程专业
先修课程：高等数学、大学物理、工程力学
一、课程的性质、目的及任务
工程流体力学是研究流体 ( 包括气体和流体 ) 的平衡和运动规律的科学。 它是一门横跨各领域，各不同专业的重要技术基础课。能源、动力、环境、设备、化工，航空、国防等领域均需要流体力学知识。 热能与动力工程专业学生尤其需要流体力学知识作为工程设计或从事其他专业技术工作的理论基础。通过本课程的学习，使学生掌握流体力学的基本概念， 基本原理和BET体育·(中国)官方网站技能，为将来的学习和工作打下基础。工程流体力学相对于流体力学来说更重视专业实践，因此在本课程中对于流体力学一些不重要的公式或理论不进行推导或者进行简单推导。
二、学时分配
（一）总学时分配
内 容
讲授
BET体育·(中国)官方网站
上机
习题
其它
小计
第一章 绪论
1
0
第二章 流体及其物理性质
3
第三章 流体静力学
6
第四章 流体运动学和流体动力学基础
2
8
第五章 相似原理与量纲分析
4
第六章 管内流动和水力计算 液体出流
第七章 气体的一维流动
第八章 理想流体的有旋流动和无旋流动
第九章 黏性流体绕过物体的流动
10
12
第十章 气体的二维流动
合 计
48
56
（二）BET体育·(中国)官方网站内容学时分配
序号
项 目
目 的 要 求
学时
伯努利方程
（1）了解静压、总压和动压之间的关系。
（2）熟悉用能量观点解释水流速度变化时各测压管水头线高度变化的原因。
（3）掌握伯努利方程的应用。
雷诺BET体育·(中国)官方网站和流量计校正
（1）通过观察玻璃圆管中的水流情况，形象的了解层流和紊流两种流态的特征，认识雷诺数在流态判别中的作用。
（2）理解文丘里流量计的工作原理并学会使用文丘里流量计进行流量测定。
管路沿程阻力损失和局部阻力损失
（1）了解BET体育·(中国)官方网站设备和仪器。
（2）寻求摩擦阻力系数与雷诺数之间的函数关系。
（3）了解局部阻力损失的规律。
（4）掌握测定一般局部损失系数的BET体育·(中国)官方网站方法，并测定管路突然扩大和突然缩小处的局部阻力系数值。
绕流圆柱体压力分布的测定
（1）测定圆柱绕流边界层的流速分布、压力分布及边界层的厚度。
（2）对比BET体育·(中国)官方网站曲线与计算曲线，确定边界层内的流动状态。
三、课程的基本内容说明
序 号
说 明
第一章
绪论
基本要求
了解流体力学的研究内容和研究方法，了解流体力学在工程技术中和教学计划中的地位。
重点难点
重点：流体力学的研究内容和研究方法
难点：流体力学的研究内容和研究方法
第二章
流体及其物理性质
掌握流体连续介质的假设，了解作用在流体上的力和流体的主要物理性质、液体的表面性质。
重点：流体的定义和特征、连续介质的假设、作用在流体上的力、流体的主要物理性质、液体的表面性质
难点：准确理解流体的连续介质的假设、流体的粘性和液体的表面张力等概念
第三章
流体静力学
掌握流体的静压强及特性、流体平衡微分方程式和流体静力学基本方程式的主要推导过程。掌握工程上常用的压强的计示及测量方法。掌握静止液体作用在平面和曲面上的总压力和静止液体作用在物体上的浮力。
重点：流体处于平衡状态的条件和压强的分布规律、平衡微分方程式、静力学基本方程式，压强的计示及测量方法
难点：流体处于平衡状态的条件和压强的分布规律、平衡微分方程式、静力学基本方程式
第四章
流体运动学和流体动力学基础
掌握流体运动的基本概念和基本方程以及研究流体流动的方法。广泛地深入地理解连续方程、动量方程与动量矩方程、能量方程。熟练掌握伯努利方程及其应用。
重点：连续方程、动量方程与动量矩方程、能量方程、伯努利方程及其应用。
难点：准确理解连续方程、动量方程与动量矩方程、能量方程的推导过程。熟练掌握伯努利方程及其应用
5
第五章
相似原理与量纲分析
流体流动的力学相似性、动力相似准则、流动相似条件；熟练应用量纲分析法。
重点：量纲分析法的应用，几个重要的准则数（雷诺数、欧拉数、马赫数、柯西数、韦伯数等）的物理意义及其表达式
难点：相似原理和量纲分析法的应用
第六章
管内流动和水力计算 液体出流
熟练掌握工程上常见的和基本的流体流动的能量损失（沿程损失与局部损失）的计算过程，熟练应用莫迪图。准确理解粘性流体的两种流动状态（层流流动与紊流流动）的基本概念、分类。熟练计算管道中流体的水力过程。
重点：流体流动的沿程损失与局部损失的计算过程，莫迪图的应用；粘性流体的两种流动状态（层流流动与紊流流动）的基本概念、分类；管道中流体的水力过程的计算
难点：流体流动的沿程损失和局部损失的计算，管道中流体的水力计算
7
第七章
气体的一维流动
掌握流体一维流动中的声速和马赫数的基本概念和计算过程；了解气流的特定状态和参考速度、速度系数，以及正激波的概念；掌握变截面管流、等截面摩擦管流、换热管流中相应的一些定义量的概念和计算。
重点：微弱扰动的一维传播、声速、马赫数；变截面管流、等截面摩擦管流、换热管流
难点：微弱扰动的一维传播过程，变截面管流、等截面摩擦管流、换热管流中相应的一些定义量的计算
第八章
理想流体的有旋流动和无旋流动
掌握流体理想流体的有旋流动和无旋流动、相应运动微分方程和伯努利方程及其定解条件。了解有势流动、速度势和流函数的概念。了解简单的不可压缩流体的平面流动、平面无旋流动的叠加，以及平行流绕过圆柱体无环流的平面流动、有环流的平面流动。
重点：理想流体的有旋流动和无旋流动、相应的运动微分方程和伯努利方程及其定解条件；简单的不可压缩流体的平面流动、平面无旋流动的叠加
难点：有旋流动和无旋流动、相应的运动微分方程和伯努利方程及其定解条件；平行流绕过圆柱体无环流的平面流动、有环流的平面流动
9
第九章
黏性流体绕过物体的流动
掌握不可压缩粘性流体的运动微分方程，明确边界层的概念与分类及其微分方程和积分方程，熟悉流过平板的层流边界层、紊流边界层及混合边界层的近似计算。了解边界层的分离现象、绕过圆柱体的流动和卡门涡街的概念、以及流体的阻力和阻力系数的计算。了解边界层的控制方法。
重点：流过平板的层流边界层、紊流边界层及混合边界层的近似计算。了解边界层的分离现象、绕过圆柱体的流动的阻力和阻力系数的计算，边界层的控制方法
难点：不可压缩粘性流体的运动微分方程、边界层的微分方程与积分方程和流过平板的层流边界层、紊流边界层及混合边界层的近似计算
第十章
气体的二维流动
本章为超音速流动过程中出现的一些主要现象的描述和计算，只作一般了解。
四、能力培养基本要求
1．掌握流体力学的基本概念，基本原理和BET体育·(中国)官方网站技能。
2．掌握流体运动的基本规律，掌握流体力学的研究方法并适当运用到实践中去。
3．掌握该课程所涉及的基础理论知识，着重理解和掌握基本概念，能够灵活运用基础理论知识分析工程设计中出现的问题，具备一定程度的解決工程实际问题的能力。
五、主要参考书
1．推荐教材：
《工程流体力学》（第四版），孔珑主编，中国电力出版社，2014年。
2.参考教材：
《流体力学基础》，华大学工程力学系编，北京，机械工业出版社，上册1980年，下册1982年．
《流体力学》，江宏俊主编，上下册，北京，高等教育出版社，1985年．
六、考核方式（包括作业、测验、考试等及其所占比例）
1、考核方式：该课程考核方式为考试，采用闭卷笔试，考试时间为120分钟。
2、成绩综合评定：总成绩为百分制，包括平时成绩和期末考试卷面成绩两部分，其中平时成绩包括出勤、学习态度、作业、测验、课堂讨论、BET体育·(中国)官方网站和BET体育·(中国)官方网站报告等，占总成绩的30%，期末考试卷面成绩占总成绩的70%。
七、说明
教学方法：采用讲、练结合及BET体育·(中国)官方网站辅助的教学方法。
（1）课堂讲授：通过多媒体、板书结合，主要采用黑板教学的教学方法。
（2）作业：通过课后作业使学生进一步巩固所学知识，掌握分析方法。
（3）BET体育·(中国)官方网站教学：通过BET体育·(中国)官方网站教学加深及提升课堂教学内容。
制定者：史红卫
审定者：韩建萍
批准者：孟朝霞
2018.9
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