《流体力学》教学大纲（本科）.docx

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1、流体力学教学大纲课程英文名Fluid Mechanics课程代码06M0040学分3总学时48理论学时40实验/实践学时8课程类别学科基础课课程性质限选先修课程高等数学、大学物理适用专业环境工程开课学院计量测试工程学院执笔人审定人制定时间2020.12注：课程类别是指公共基础课/学科基础课/专业课；课程性质是指必修/限选/任选。一、课程的地位与课程目标（一）课程地位流体力学是环境工程专业的一门重要学科基础课。课程主要讲解流体的基本性质；流体 静力学；流体动力学的基础知识；相似和量纲分析；流体在管道中的流动、圆管中的层流和湍 流、管路中的沿程阻力、局部阻力等内容。课程定位于基础科学理论与工程实际

2、之间的桥梁， 着重培养学生应用基础知识解决工程实践问题的能力，使学生成为掌握扎实的流体力学基础理 论、知识面宽、能力强、素质高、有创新意识的高素质人才。（二）课程目标课程目标毕业要求1.掌握流体力学基本原理，理解所 学基本理论在环境污染计量检测与 控制相关领域的应用1-2工程知识掌握工程图学、工程力学、流体力学、电工电子技术等 工程基础知识，并能够用于解决环境污染计量检测与控 制相关复杂工程问题。2.运用流体力学基本理论进行环境 工程问题的基本计算和分析，培养 解决环境工程实际问题的能力2-2问题分析能够根据获取的环境状态数据，合理利用数学工具与信 息化技术，对数据进行统计分析与关系挖掘，判断

3、复杂 环境工程问题的关键环节和参数，能够清晰界定与计量 污染物的环境行为及环保工艺设施的运行状态。3.运用流体力学基本原理设计实验 方案，用科学实验方法研究环境工 程实际问题，培养创新能力4-3研究能够根据实验方案选用或搭建实验装置，采用科学的实 验方法，安全开展实验并正确采集数据。二、课程目标达成的途径与方法课程目标教学环节对应内容课程目标1讲授第1、2、3部分知识以 及作业1、流体力学基本概念2、流体静力学原理3、流体动力学基础课程目标2讲授第3、4、5、6部分知 识以及作业3、伯努利方程应用4、黏性流体运动及其阻力计算5、有压管流及孔口出流6、相似原理与量纲分析课程目标3讲授4个流体力学

4、实验雷诺数测定实验 沿程阻力实验告 局部阻力实验 流量计校正实验三、课程目标与相关毕业要求的对应关系课程目标毕业要求1-22-24-3课程目标1H课程目标2M课程目标3M1.支撑强度分别填写H、M或L (其中H表示支撑程度高、M为中等、L为低)。四、课程主要内容与基本要求序号章节教学内容基本要求1绪论1.1 流体力学的研究对象、发展概况和研究方法1.2 流体质点与连续介质的概念1.3 流体的主要其物理性质(1) 了解流体力学的研究对象、 发展简史、研究方法；(2)了解连续介质假设、作用在 流体上的力和流体物理性质；2流体静 力学2.1 静止流体上的作用力2.2 流体的平衡微分方程及其积分2.3

5、 流体静力学基本方程2.4 流体静压强的测量2.5 静止流体对平面壁的作用力2.6 静止流体对曲面壁的作用力(1)掌握流体的静压强特性、平 衡微分方程、绝对和相对平衡； (2)掌握平面壁和曲面壁上流体 总压力的计算；3流体动 力学基 础3.1 研究流体运动的两种方法3.2 研究流体运动的基本概念3.3 流体运动的连续性方程3.4 无粘性流体的运动微分方程3.5 无粘性流体运动微分方程的伯努利积分3.6 粘性流体的运动微分方程及伯努利方程3.7 粘性流体总流的伯努利方程3.8 测量流速和流量的仪器3.9 定常流动总流的动量方程及其应用(1) 了解描述流体运动的两种方 法；(2)掌握连续性方程、伯

6、努利方 程、动量方程，能熟练应用于 求解工程实际问题；4黏性流 体运动 及其阻 力计算4.1 流体运动与流动阻力的两种形式4.2 流体运动的两种状态：层流与紊流4.3 圆管中的层流4.4 圆管中的紊流4.5 圆管流动沿程阻力系数的确定4.6 非圆形截面管道的沿程阻力计算4.7 边界层理论基础4.8 管路中的局部损失(1)掌握流态判别标准；(2)掌握圆管层流和湍流规律及 阻力系数确定；(3)掌握管路沿程损失和局部损 失的计算；5有压管 流与孔 口出流5.1 简单管路的水力计算5.2 管网的水力计算基础5.3 孔口出流(1)理解串联管路、并联管路、 管网类型、小孔出流、管嘴出 流等概念；(2)掌握

7、长管的水力计算、串联 管路与并联管路的水力计算；6相似原 理与量 纲分析9.1 相似原理9.2 量纲分析及其应用(1)理解流动的相似原理、相似 准则；(2)掌握量纲分析法；五、课程学时安排序号教学内容学时学生任务对应课程目标1绪论4a. 了解连续介质假设，理解作用在流体上的力， 掌握流体的物理性质；b.作业：1.1, 1.4, 1.8课程目标12流体静力学6a. 了解流体的静压强特性、平衡微分方程，掌握压 强计算方法；b.平面壁和曲面壁上流体总压力的计算；C.作业：2.6, 2.15, 2.23课程目标13流体动力学基础10a.掌握朗格朗日方法和欧拉方法；b.根据连续性方程、伯努利方程、动量方

8、程求解 工程实际问题；c.作业：3.1, 3.3, 3.9, 3.11, 3.17, 3.20课程目标1课程目标24黏性流体运动及其阻力 计算12a.掌握雷诺数用于判别流态的方法；b. 了解圆管道内层流与湍流的规律；C.针对工程实例，进行管路沿程损失和局部损失的 计算；d.作业:4.1, 4.3, 4.7, 4.8, 4.9课程目标25有压管流与孔口出流4a.掌握串联管路、并联管路的特点，进行管路系统 的水力计算；b. 了解管网的特点，进行管网系统的水力计算；课程目标26相似原理与量纲分析4a.掌握相似原理、相似准则和量纲分析方法；b.应用相似原理和量纲分析方法求解工程实际问题；c.作业：9.

9、1, 9.6课程目标27流体力学实验8雷诺数测定实验实验报告 沿程阻力实验实验报告 局部阻力实验实验报告 流量计校正实验-实验报告课程目标3六、实践环节及基本要求序号实验项目 名称学时基本要求学生任务应程标 对课目实验 类别实验要求1雷诺数测 定实验2掌握圆管层流、紊流两种 流态转化规律，及其运动 学特性和动力学特性掌握应用无量纲参数 进行实验研究的方法， 了解其实用意义课程 目标3演示性必做2沿程阻力 实验2掌握圆管层流和紊流的 沿程损失随平均流速的 变化规律；将测得入Re 曲线与莫迪图对比分析 其合理性,提高实验结果 分析能力掌握管道沿程阻力系 数的量测技术和应用 气一水压差计及水一 水银

10、多管压差计测量 压差方法课程 目标3设计性必做3局部阻力 实验2熟悉用理论分析法和经 验法建立函数式的途径， 加深对局部阻力损失机 理的了解掌握三点法、四点法测 量局部阻力损失与局 部阻力系数的技能课程目标3设计性必做4流量计校 正实验2掌握应用文丘里流量计 量测管道流量的技术和 应用气一水多管压差计 测量压差技术掌握应用量纲分析与 实验结合研究流体力 学问题的途径，了解文 丘里流量计水力特征课程 目标3综合性必做七、考核方式及成绩评定1.课程目标的考核方式序号课程目标考核内容考核方式1课程目标1流体静力学；流体动力学基础知识；相似和量纲分析；圆管中的层流和湍流；课堂讨论、期末考试、 习题作业

11、2课程目标2三种形式的伯努利方程及其应用； 管路系统中的沿程阻力计算； 管路系统中的局部阻力计算；课堂讨论、期末考试、 习题作业3课程目标3雷诺数测定实验； 沿程阻力实验； 局部阻力实验； 流量计校正实验；实验2.习题作业评分标准考核内容A (90-100)B (80-89)C (70-79)D (60-69)E (60)知识及概念 掌握程度 （权重30%）知识及概念掌 握全面，运用 得当知识及概念掌 握较全面，能 正确运用知识及概念掌 握较全面，能 够运用，但未 考虑约束条件知识及概念掌 握程度一般， 不能正确运用没有掌握知识 及概念，不会 运用公式解题过程的 正确性、完 整性（权重70%）

12、解题过程正 确、完整，逻 辑性强，答案 正确率超过 90%,书写清晰解题过程较正 确、完整，逻 辑性较强，答 案正确率超过 80%,书写清晰解题过程较基 本正确、完整， 答案正确率超 过70%解题过程中存 在错误，答案 正确率超过 60%解题过程错误 且不完整，答 案正确率低于 60%3.课内实验评分标准考核内容A (90-100)B (80-89)C (70-79)D (60-69)E (60)实验操作（权重50%）能按实验要求 熟练操作，且 步骤正确实验操作较为 熟练，且步骤 较为正确实验操作基本 熟练，且步骤 基本正确实验操作不够 熟练，且步骤 基本正确实验操作不熟 练，且步骤有 误实验

13、报告 （权重50%）报告内容十分 正确、完整， 逻辑性强，数 据分析非常详 细，书写清晰报告内容较为 正确、完整， 逻辑性较强， 数据分析较为 详细，书写清 晰报告内容正 确、完整，逻 辑性强，有基 本的数据分 析，书写清晰报告内容基本 正确、完整， 有一定逻辑 性，有数据分 析，书写清晰报告内容不够 正确、不够完 整，数据分析 欠缺4 .总成绩构成序号课程目标评定标准（依据）占总成绩 比例达成度课堂讨论 +作业 （A）期末考试 （闭卷） （B）实验 （C）1课程目标140%40%32%(A*40%+B*40%)/322课程目标260%60%48%(A*60%+B*60%)/483课程目标3100%20%C*20%/20考核方式占总成绩比例20%60%20%100%考核类别考试成绩登记方式百分制七、推荐教材与主要参考书（一）推荐教材：1 .工程流体力学，谢振华，冶金工业出版社，2013年8月，第四版（二）主要参考书2 .工程流体力学，孔珑，中国电力出版社，2014年2月，第四版3 .工程流体力学（水力学），闻德菰，高等教育出版社，2004年1月，第二版4 .工程流体力学，徐文娟、韩建勇，哈尔滨工程大学出版社，2002年7月，第二版5 .流体力学，周光炯、严宗毅、许世雄，高等教育出版社，2004年5月，第二版