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流体力学考核大纲

（FluidMechanics）

课程基本信息

课程编号课程学时：40

课程学分：2.5

一、课程的性质和地位

该课程是农业建筑环境与能源工程专业本科生的专业基础课，是现代力学的重要分支，是这些专业的主干课程。通过该课程的学习使学生掌握流体力学的基础知识、研究理论和研究方法，从而为后续课程奠定基础，并能应用流体力学理论知识去解决实际生活和工程中的一些问题。

二、理论教学部分的考核目标

本课程要求学生通过学习，掌握流体的主要物理性质；熟练掌握流体静压强的分布规律和总压力的计算方法；熟练掌握不可压缩定常流动条件下理想流体与粘性流体的基本概念、流动规律和基本方程；了解量纲分析和相似原理，会根据实际情况选择模型律；掌握测量流体速度和流量的方法，能够掌握孔口、管嘴、简单管路和复杂管路的水力计算。

第一章绪论

（一）学习目标

1.一般了解：了解流体的主要物理性质：密度、比体积、压缩性和膨胀性、液体的表面张力

2.一般掌握：流体区别于固体的显著特性，连续介质，流体质点

3.熟练掌握：质量力、表面力、流体粘性随温度的变化规律、牛顿粘性内摩擦定律应用

（二）考核内容

流体质点概念；连续介质概念；流体的压缩性和膨胀性的变化特点；流体的粘性；牛顿内摩擦定理

（三）考核要求

1.识记：流体质点；连续介质；压缩系数；体胀系数

2.领会：流体的易流动性；气体和液体的粘性随温度变化规律

3.应用：压缩系数和体胀系数

4.综合：利用牛顿粘性内摩擦定理解决活塞、圆盘等在做回转运动、直线运动时所需力矩或者功率的问题

第二章流体静力学

（一）学习目标

1.一般了解：欧拉平衡微分方程的推导；等压面方程的推导；压强的测量方法

2.一般掌握：欧拉平衡微分方程的物理意义；流体静压强的两个基本特性

3.熟练掌握：流体静力学基本方程；压强的计算和表示方法，静压强分布图；静压力的计算

（二）考核内容

欧拉平衡微分方程的物理意义；等压面的特性；流体静力学基本方程及其应用；压强的计算和表示方法，静压强分布图；静压力的计算

（三）考核要求

1.识记：流体静力学基本方程的表达式；体静压强的两个基本特性

2.领会：流体静力学基本方程的物理意义和几何意义；实压力体和虚压力体

3.应用：几种测量压强的工具（微压计、U型管则压计、双杯式测压计测压计算）

4.分析：利用静力学基本方程分析测压管高度变化；分析虚实压力体

5.综合：根据压强的分布规律求解静止液体作用在平板和曲面上的总压力

第三章流体运动学和动力学基础

（一）学习目标

1.一般了解：描述流体运动的两种方法：拉格朗日法和欧拉法；了解质点加速度的表达式；输运公式的推导

2.一般掌握：迹线、流线的概念；掌握关于流体运动的基本概念：定常流动和非定常流动；流管和流束；过流断面；湿周和水力半径；流量；平均流速；输运公式的物理意义

3.熟练掌握：流体运动的连续性微分方程；总流的能量方程；惯性坐标系中的动量方程；理想流体的伯努利方程

（二）考核内容

一维不可压缩流体定常流动的连续性方程；惯性坐标系中的动量方程；粘性总流的能量方程；以及关于流体流动的一些基本概念

（三）考核要求

1.识记：迹线、流线的概念；掌握关于流体运动的基本概念：定常流动和非定常流动；流管和流束；过流断面；湿周和水力半径；流量；平均流速；输运公式的物理意义

2.领会：粘性总流的能量方程的物理意义和几何意义；流体主法线方向速度和压强的变化规律；伯努利方程、动量方程和连续方程的各自应用条件

3.应用：能利用伯努利方程解释一些日常生活中的现象，比如为什么火车站要求火车进站时乘客要站在白线之外？为什么飞机可以飞起来？

4.综合：能利用连续性方程、动量方程和粘性总流的伯努利方程解决一些工程中需要求运动流体和固体壁面之间的作用力、流量测定和流速测定等问题

5.评价：根据水轮机的叶片角度评价出合理的安装角度

第四章相似原理和量纲分析

（一）学习目标

1.一般了解：相似原理有关理论

2.一般掌握：相似准则数的物理意义及应用；自模化模型律及其应用

3.熟练掌握：诱导量纲的表达

（二）考核内容

流体的力学相似、量纲和单位的区别、基本量纲和诱导量纲的概念、相似准则、量纲和谐原理、量纲分析方法

（三）考核要求

1.识记：几何相似、运动相似、动力相似、量纲、单位、基本量纲

2.领会：量纲和谐原理

3.应用：单项力相似准则

4.综合：相似准则、瑞利法和π定理法

第五章管流损失和水力计算

（一）学习目标

1.一般了解：管道进口段中粘性流体的流动；非圆形管道沿程损失的计算；虹吸管、堰流的水力计算；复杂管网的水力计算；紊流附加切应力及混合长度的概念

2.一般掌握：雷诺实验过程，层流与紊流流态的特点；粘性流体管内流动的能量损