流体力学课程教学大纲.docx

《流体力学》课程教学大纲

课程名称：流体力学

FluidMechanics

课程编号：020060150

课程性质：R必修□选修

课程类别：□通识课程R专业课程￡实践教学

适用专业：新能源科学与工程

课程学时：总学时32，其中：理论28、实验4

课程学分：2

应开课学期：第四学期

先修课程：工程力学、工程热力学

任课学院、系部：能源科学与工程学院新能源科学与工程系

一、课程简介

本课程为能源动力类相关专业的一门非常重要的专业基础课，课程性质为必修。本课程主要讲授流体平衡、运动与能量间内在联系与相互转换规律的一门学科，是一门以流体基础理论为主，结合一般工程技术的课程，是能源动力类相关专业工程技术人员必须掌握的基础技术知识。通过本课程的学习后，学生能够获得流体力学方面基本概念、基本理论和基本计算方法的系统知识，实验技能和一定的分析问题、解决问题的能力。是后续专业课程学习的基础。

二、课程教学的目标及与毕业要求的关系

（一）课程目标

课程总目标：使学生掌握流体静止及运动时的规律以及流体与固体间的相互作用，并掌握这些规律在工程实际中的应用。

课程目标1：正确理解流体力学的基本概念，掌握连续性方程、能量方程和动量方程的应用，掌握流体运动的分析方法，掌握一定的流体力学实验技能和方法。

课程目标2：针对新能源科学与工程中的深部地热能开发、风力发电等工程实际中的流体力学问题，具有发现问题、分析问题和解决问题的综合能力。

（二）课程目标与毕业要求的对应关系

本课程目标支持的主要毕业要求如下表：

课程目标

毕业要求

1．正确理解流体力学的基本概念，掌握连续性方程、能量方程和动量方程的应用，掌握流体运动的分析方法，掌握一定的流体力学实验技能和方法。

毕业要求1：能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决新能源勘查、开发与综合利用中的工程问题，具备工程科学思维和工程管理意识。

毕业要求2：能够应用新能源科学与工程理论与技术，并结合数学、自然科学等基本原理，通过理论分析和文献研究，对新能源勘查、开发、利用过程中遇到的问题进行综合分析。具备独立思考、善于发现和提出问题并独立分析工程问题的能力，掌握基本的分析问题和总结归纳的方法。

2．针对新能源科学与工程中的深部地热能开发、风力发电等工程实际中的流体力学问题，具有发现问题、分析问题和解决问题的综合能力。

毕业要求1：能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决新能源勘查、开发与综合利用中的工程问题，具备工程科学思维和工程管理意识。

毕业要求2：能够应用新能源科学与工程理论与技术，并结合数学、自然科学等基本原理，通过理论分析和文献研究，对新能源勘查、开发、利用过程中遇到的问题进行综合分析。具备独立思考、善于发现和提出问题并独立分析工程问题的能力，掌握基本的分析问题和总结归纳的方法。

三、课程教学的基本内容及教学安排

（一）课程教学的内容及学时安排

知识单元

知识点

学时数

课程目标

线下

授课

线上

授课

实验

/实践

1.绪论

知识点1.1：流动及流体力学；

知识点1.2：作用在流体上的力；

知识点1.3：流体的主要物理性质。

2

课程目标1

2.流体静力学

知识点2.1：静止流体的应力特性；

知识点2.2：流体平衡微分方程；

知识点2.3：重力场中流体静压强分布规律；

知识点2.4：液体作用在平面上的总压力。

6

课程目标2

3.流体运动学

知识点3.1：流体运动的描述；

知识点3.2：欧拉法的基本概念；

知识点3.3：连续性方程

4

课程目标2

4.流体动力学基础

知识点4.1：流体运动微分方程；

知识点4.2：元流的伯努利方程；

知识点4.3：恒定总流的伯努利方程；

知识点4.4：无黏性流动的无旋流动。

6

2

课程目标1

5.流动阻力和水头损失

知识点5.1：黏性流体的两种流态；

知识点5.2：沿程水头损失与剪应力的关系；

知识点5.3：圆管中的层流运动；

知识点5.4：紊流运动；

知识点5.5：紊流的沿程水头损失；

知识点5.6：局部水头损失；

知识点5.7：边界层概念与绕流阻力。

10

2

课程目标2

合计

28

4

（二）课堂实验/实践教学内容及要求

序号

项目

名称

内容、要求

学时

实验

/实践

类别

实验

/实践

类型

每组人数

必做/

选做

课程

目标

1

不可压缩流体恒定流能量方程（伯努利方程）实验

理解实际流体恒定总流的伯努利方程与能量损失间的关系；

掌握有压管流中动水力学的能量转换特性；

掌握流速、流量、压强等水力要素的实验量测技能。

2

专业

综合型

5

必做

课程目标2

2

雷诺实验

掌握层流、紊流的流态及其转换特征；

掌握下临界雷诺数的测定方法；

掌握圆管流态的判别准则。

2

专业

综合型

5

必做

课程目标