“海洋航行器流体力学”课程教学大纲.docx

“海洋航行器流体力学”课程教学大纲（质量标准）

课程名称

海洋航行器流体力学

英文名称

Marinevehiclehydrodynamics

课程编号

360403

开课学期

五

课程性质

学科基础课

课程属性

必修课

课程学分

4.5

适用专业

海洋机器人

课程学时

总学时：72；其中理论学时：48实验实践学时：8上机学时：16

开课单位

海洋机器人教研室

先修课程

课程名称

对先修课应知应会具体要求

高等数学

1.熟悉高等数学中的极限、连续、微分和积分等基本概念；

2.熟练掌握一元微积分中的基本定理；

3.熟悉多元微积分中的基本概念和相关定理；

4.理解向量的概念及其表示，掌握向量的运算；

5.理解级数的概念，熟悉泰勒级数和傅里叶级数展开定理；

6.了解微分方程的基本概念；

7.掌握一阶、二阶微分方程的求解方法

后续课程

液压与气压传动、海洋机器人设计与制造

支撑专业毕业要求

课程目标

毕业要求

1

2

4

1.了解流体力学与专业的关系，并掌握基本概念、基本原理和基本方法。

0.1

2.掌握流体静力学的相关原理与计算方法，并能够应用于工程实践与科学实验中。

0.1

0.2

0.1

3.掌握流体运动学的相关原理与计算方法，并能够应用于工程实践与科学实验中。

0.2

0.1

4.掌握流体动力学的相关原理与计算方法，并能够应用于工程实践与科学实验中。

0.1

0.2

0.1

5.掌握边界层的相关原理与计算方法，并能够应用于工程实践中。

0.1

0.2

0.1

6.了解波浪的相关理论，为船舶阻力与推进的学习奠定基础。

0.2

0.1

7.了解相似概念、相似理论、因此分

0.1

0.3

析法。

8.掌握计算流体力学的一般步骤，并能够解决简单工程问题。

0.3

0.2

9.了解国内外流体力学的科学家生平，以我国流体力学科学家先烈为榜样，培养敬业精神，增强爱国主义意识。具有助力海洋强国建设使命感；发扬工匠精神，践行精益造船、绿色造船理念。

0.2

课程概述

海洋航行器流体力学是海洋机器人专业学科基础课。学生在学习完高等数学、理论力学、材料力学的基础上，掌握本课程的基本概念和一般原理，为后续专业课程的学习打下基础，并能运用所学的方程和方法去解决工程实际中的有关流体力学问题。本课程的各个教学环节应注重培养学生的自主学习，分析问题、解决问题以及创新思维能力的培养。

课程应知应会具体内容要求

任务一：流体力学绪论（支撑课程目标1）知识要点：

1.流体力学发展简史

2.连续介质模型

3.流体的主要物理性质

4.作用流体上的力学习目标：

通过教学，使学生知晓流体力学的研究对象与发展简史；理解流体连续介质模型的相关概念；掌握流体的性质；理解流体力学中的质量力、表面力、表面张力。

授课建议：

4课时。采用PPT与板书结合的教学形式，教师讲解和学生互动相结合，以线上优质慕课为辅助，以优秀案例为切入点，使学生将抽象的理论与实际工程相印证，逐渐深化对方法的定义与内涵的认识。

任务二：流体静力学（支撑课程目标2）知识要点：

欧拉平衡微分方程

流体静力学基本方程式

常用侧压仪表

静止流体对平板的作用力及压力中心

静止流体对曲面的作用力

阿基米德原理

海洋航行器静力学相关原理学习目标：

通过教学，使学生理解欧拉平衡微分方程的推导过程；能够应用流体静力学基本方程解决实际问题；理解常用测压仪表原理；掌握静止流体对平面、曲面作用力的计算方法；掌握阿基米德原理，并灵活运用；海洋航行器形状和近似计算；浮性原理及应用；初稳性原理及应用；大倾角稳性原理及应用。

授课建议：

14课时，其中海洋航行器静力学相关原理部分为8-10课时。采用PPT与板书结合的教学形式，教师讲解和学生互动相结合，以线上优质资源为辅助，以优秀案例为切入点，使学生将抽象的理论与实际工程相印证，逐渐深化对方法的定义与内

涵的认识。

任务三：流体运动学（支撑课程目标3）知识要点：

研究流体运动的两种方法

几个基本概念

连续性方程

流体微团运动的分析

旋涡运动与无旋运动

速度势函数与流函数学习目标：

通过教学，使学生理解欧拉法与拉格朗日法，并能够灵活运用；掌握流体的基本概念；掌握连续性方程；理解流体微团的运动形式；理解旋涡运动与无旋运动的

相关理论；掌握速度势函数与流函数的原理，并能够灵活运用。

授课建议：

6课时。采用PPT与板书结合的教学形式，教师讲解和学生互动相结合，以线上优质资源为辅助，以优秀案例为切入点，使学生将抽象的理论与实际工程相印证，逐渐深化对方法的定义与内涵的认识。

任务四：理想流体动力学（支撑课程目标4）知识要点：

欧拉运动微分方程式

拉格朗日积分式与伯努利积分式

两种积分的意义及其应用

动量定理、动量矩定理及其应用

涡旋理论基本概念

速度环量定理

涡旋运动基本定理

势流问题