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《工程流体力学》教学大纲

适用范围：202X版人才培养方案

课程代码课程性质：学科基础必修课

学分：2学分

学时：32学时（其中：理论32学时，实验0学时）

先修课程：大学物理、高等数学等

后续课程：水污染控制工程、大气污染控制工程等

适用专业：环境工程

开课单位：机械工程学院

一、课程说明

《工程流体力学》课程是环境工程专业学生的一门学科基础必修课。本课程主要是研究流体的静止和运动状态，以及流体和固体壁面、流体和流体之间的相互作用和流动的规律。通过本课程的学习，使学生掌握流体静力学、流体动力学的基本概念、基本原理及应用，掌握工程流体力学有关的计算方法和应用技能，具备应用工程流体力学知识对实际问题进行分析和计算的能力，也为后续专业课程的学习奠定必要的理论基础。

二、课程目标

通过本课程的学习，使学生达到如下目标：

课程目标1：掌握流体的物理性质；掌握流体静止及运动时的规律以及流体与固体之间的相互作用；掌握黏性流体运动及其阻力计算；了解量纲分析与相似理论；理解流体的力学运动规律并能够将其应用于工程实际问题的分析；了解本门课程与专业之间的关系。能够通过工程实例简化得出流体力学模型。养成理论联系实际，科学严谨、认真细致、实事求是的科学态度和职业道德。

课程目标2：通过对环境工程中水、空气污染治理中涉及到流体力学的实际问题的分析，提高学生解决工程实际问题的能力，提高学生计算和分析求解的能力。

三、课程目标与毕业要求

《工程流体力学》课程教学目标对环境工程专业毕业要求的支撑见表1。

表1课程教学目标与毕业要求关系

毕业要求

指标点

课程目标

支撑

强度

1.工程知识：能将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于分析解决环境工程领域的复杂工程问题。

1.3能够针对环境相关工程问题的具体对象，建立相应的数学模型并合理求解。

课程目标1：掌握流体的物理性质；掌握流体静止及运动时的规律以及流体与固体之间的相互作用；掌握黏性流体运动及其阻力计算；了解量纲分析与相似理论；理解流体的力学运动规律并能够将其应用于工程实际问题的分析；了解本门课程与专业之间的关系。能够通过工程实例简化得出流体力学模型。养成理论联系实际，科学严谨、认真细致、实事求是的科学态度和职业道德。

H

3.设计/开发解决方案：能设计针对环境工程领域复杂工程问题特别是机械装备制造工业污染问题的解决方案，并能在设计方案中体现创新意识，考虑社会、环境、健康、安全、法律、文化等因素。

3.2能够设计满足环境工程领域需求的工程相关系统、单元（环节）或工艺流程，并具有对设计进行集成的能力。

课程目标2：通过对环境工程中水、空气污染治理中涉及到流体力学的实际问题的分析，提高学生解决工程实际问题的能力，提高学生计算和分析求解的能力。通过对相关问题的讨论，提高学生的发现、思辨和表达能力。

M

注：表中“H（高）、M（中）”表示课程与相关毕业要求的关联度。

四、教学内容、基本要求与学时分配

1.理论部分见表2

表2教学内容、基本要求与学时分配

教学内容

教学要求，教学重点难点

理论学时

实验学时

对应的课程目标

1.绪论

1.1工程流体力学的研究对象、任务及方法；

1.2流体的物理性质；

1.3流体的受力。

教学要求：了解工程流体力学的研究对象、任务及方法；理解并掌握流体的物理性质；掌握流体的受力分析；理解流体的力学模型。

重点：流体的物理性质。

难点：牛顿内摩擦定律。

4

1、2

流体静力学

2.1质量力、流体静压强及其特性

2.2流体静平衡微分方程及其积分

2.3流体静压强的分布规律

2.4压强的计算标准和度量单位

2.5静压强的测量

2.6作用于平面上的静压力

2.7作用在曲面上的液体压力

教学要求：理解并掌握静压强的含义及特性，流体平衡微分方程及应用；理解并掌握压强表示方法和量度单位，测压计测量原理；掌握平面、曲面上静水总压力的计算。

重点：静压强的含义及特性，分布规律，压强的表示方法，作用在壁面上的压力计算。

难点：静力学基本方程的应用，流体作用在曲面上的力。

8

1、2

3.流体动力学

3.1流体运动的描述方法

3.2关于流场的一些基本概念

3.3流体一元流动的连续性方程

3.4理想流体一元流动能量方程

3.5总流的伯努利方程

3.6动量方程式

教学要求：了解描述流体运动的方法，理解流体动力学的基本概念；理解并掌握连续性方程、伯努利方程及其应用。

重点：连续性方程、伯努利方程及其应用。

难点：伯努利方程及其应用。

10

1、2

4.粘性流体管内流动能量损失

4.1沿程损失和局部损失

4.2层流、紊流与雷诺数

4.3圆管中的层流流动

4.4圆管中的紊流流动

4.5管路中的沿程阻力

4.6管路中的局部阻力

教学要求：了解流