《工程流体力学》课程教学大纲
一、课程基本信息
课程编号:0915101
课程中文名称:工程流体力学
课程英文名称:Engineering Fluid Mechanics
课程性质:专业基础课
开课专业:核反应堆工程
开课学期:5
总学时:64 (其中理论52学时,实验8学时,其它4学时)
总学分:4
二、课程目的
通过讲述工程流体力学基本内容,使学生了解流体处于平衡及运动状态下的力学规律,以及这些规律在工程实际中的应用,掌握流体运动(主要是液体流动)的一般规律和有关的基本概念、基本理论、基本方法,掌握连续性方程、能量方程、动量方程及其应用,具有解决工程中的一般流体问题的能力.
三、教学基本要求(含素质教育与创新能力培养的要求)
1、正确理解工程流体力学的基本概念、基本理论,具有一定的理论基础.
2、掌握连续性方程、能量方程、动量方程及其应用.
3、掌握管内液体流动的分析和计算方法.
4、认识量纲分析与实验的关系.具备一定的实验技能.
5、提高理论联系实际能力.对工程中的一般流体问题具有分析和计算的能力.
6、能够独立学习和掌握相关的流体力学知识.
四、教学内容与学时分配
第一章 绪论 (1学时)
第二章 流体及其物理性质 (3学时)
流体的定义和特征,流体作为连续介质的假设,作用在流体上的力,表面力,质量力,流体密度,压缩性和膨胀性,流体的黏性,液体的表面性质.
第三章 流体静力学 (7学时)
流体静压强及其特性,流体平衡微分方程式,流体静力学基本方程式,绝对压强、计示压强,液柱式测压计,液体的相对平衡,静止液体作用在平面上的总压力,静止液体作用在曲面上的总压力.
第四章 流体运动学和流体动力学基础 (15学时)
流体运动的描述方法,流动的分类,迹线、流线,流管、流束、流量、水力半径,系统、控制体、输运公式,连续方程、动量方程、动量矩方程,能量方程,伯努利方程及其应用,沿流线主法线方向压强和速度的变化,黏性液体总流的伯努利方程.
第五章 相似原理和量纲分析 (6学时)
流动的力学相似,动力相似准则,流动相似条件,近似的模型试验,量纲分析法.
第六章 管内流动和水力计算 液体出流 (9学时)
管内流动的能量损失,黏性流体的两种流动状态,管道进口段中的流动,圆管中流体的层流流动,黏性流体的紊流流动,沿程损失的实验研究,非圆形管道沿程损失的计算,局部损失,各类管流的水力计算(略讲),几种常用的技术装置(略讲),液体出流(略讲),水击现象.
第八章 理想流体的有旋流动和无旋流动 (3学时)
微分形式的连续方程,流体微团运动分解,理想流体运动方程(注:可由N-S方程给出)、定解条件.
第九章 黏性流体绕过物体的流动 (8学时)
黏性流体微分形式的运动方程(纳维—斯托克斯方程),平行平板间流体的定常层流流动,边界层的基本概念,层流边界层微分方程,边界层动量积分关系式,平板层流边界层的近似计算,平板紊流边界层的近似计算(略讲),平板混合边界层的近似计算(略讲),曲面边界层的分离现象,绕过圆柱体的流动,卡门涡街,物体阻力,减阻方法(略讲).
工程流体力学实验 (8学时)
其它 (4学时)
五、教学方法及手段(含现代化教学手段及研究性教学方法)
采用课堂讲授教学为主,配合实验室实验,配合使用多媒体教学和实验录像.
部分课件为英文,部分内容采取课堂讨论形式.
设立双语教学班,部分同学通过英文、中文结合的双语教学进行学习.

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