《船舶与海洋工程流体力学实验》课程教学大纲.docx

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1、船舶与海洋工程流体力学实验教学大纲一、课程基本信息课程名称船舶与海洋工程流体力学实验Experimental Study on Fluid Mechanics of Ships and Marine Engineering课程编码SPE920111010开课院部石油工程学院课程团队（未设置）学分1.0课内学时24讲授0实验14上机10实践0课外学时24适用专业船舶与海洋工程授课语言中文先修课程船舶与海洋工程流体力学课程简介（必修）本课程是高校工科类一门重要的专业基础课，与流体力学理论教学相辅相成。本课程的教学目标与要求是：帮助学生巩固和加深理解 所学的理论知识；培养学生的实验操作能力分析问题和

2、解决问题的能力；培养学生严肃认真、实事求是的科学态度和严谨的工作作风；增 强创新意识，使学生在科学研究方面得到初步的训练。This course is an important professional basic course for engineering in colleges and universities, which complements the teaching of fluid mechanics theory. The teaching objectives and requirements of this course are: to help students con

3、solidate and deepen their understanding of the theoretical knowledge they have learned; To cultivate students* experimental operation ability to analyze and solve problems; To train students to be serious, scientific attitude of seeking truth from facts and rigorous work style; Enhance the sense of

4、innovation, so that students can get preliminary training in scientific research.二、课程目标序号代号课程目标0BE毕业要求指标点任务自选1Ml目标1 ：掌握仪器设备使用，能根据要求，设计实验步骤，进行实验操作、测取数据，最后析实验数 据、整理实验报告是4.22M2目标2 ：通过课程上机的实践，培育动手模拟流体流动问题的能力和分析解决流动问题的能力是4.2三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课课内 程目标学时课外教学方式学时课外环节1第一部 分实验操作/2实验1实验1 ：流体静力 学实验1 ,掌握用液式测

5、压计测量流体静压强的技能；2 .验证不可压缩流体静力学基本方程；3 .通过对诸多流体静力学现象的实验分析，进一步提高解决静 力学实际问题的能力Ml2实验2撰写实验 报告3实验2实验2 :伯努利方 程实验1 .验证实际流体稳定流的能量方程；2 .通过对诸多动水水力现象的实验分析，理解能量转换特性；3 .掌握流速、流量、压强等水力要素的实验量测技能Ml2实验2撰写实验 报告4实验3实验3 ：流量计实 验1 ,掌握孔板、文丘利节流式流量计的工作原理及用途；2 .测定孔板流量计的流量系数，绘制流量计的校正曲线；3 .了解两用式压差计的结构及工作原理，掌握两用式压差计的 使用方法Ml2实验2撰写实验 报

6、告5实验4实验4 :孔口与管嘴出流实验1 .掌握孔口与管嘴出流的流速系数、流量系数、收缩系数、局 部阻力系数之间的关系以及其量测技能；2 .通过对不同管嘴与孔口流量系数的测量分析，了解进口形状 对出流能力的影响及相关水力要素对孔口出流能力的影响Ml2实验2撰写实验 报告6实验5实验5 ：流动状态 实验1 .测定液体运动时的沿程水头损失（hf ）及断面的平均流速 （V ）；2 .绘制流态（hf v ）曲线图，找出下临界点并计算临界 雷诺数Re的值Ml2实验2撰写实验 报告7实验6实验6 ：沿程阻力 实验1 .掌握测定镀锌铁管管道沿程阻力系数的方法；2 .在双对数坐标纸上绘制阻力系数与Re的关系曲

7、线；3 .进一步理解沿程阻力系数随雷诺数的变化规律Ml2实验2撰写实验 报告8实验7实验7 ：局部阻力 实验1 .掌握三点法、四点法量测局部水头损失系数的技能；2 .通过对圆管突扩局部阻力系数的表达公式和突缩局部阻力系 数的经验公式的实验验证与分析，熟悉用理论分析法和经验法 建立函数式的途径；Ml2实验2撰写实验 报告3.加深对局部水头损失机理的理解9第二部 分数值模拟上机操作/102. 1Ansys Workbench 的使用与入门简介了解流动模拟所用的workbench、建模DesignModel、网格Meshing,计算Fluent的结构与功能,几何建模练习M22上机2撰写上机 报告11

8、2.2圆管层流上机练习以圆管层流实例，初步了解流动模拟所用的workbench、建模 DesignModel,网格Meshing,计算Fluent的结构与功能。学 习模拟计算的步骤，完成层流圆管数值解与解析解对比M22上机2攥写上机 报告122.3二维有障碍通道内 的流动上机练习学习流动模拟所用的workbench、建模DesignModel、网格 Meshing,计算Fluent的结构与功能。学习模拟计算的步骤, 进一步掌握软件的操作与边界条件设置方法；通过计算了解障 碍通道内流体运动特性M22上机2撰写上机 报告132.4二维弯管的紊流流 动上机练习学习流动模拟所用的workbench、建

9、模DesignModel、网格 Meshing,计算Fluent的过程与设置。学习紊流的计算、学习 结构化网格的建立，划分方法，完成分析紊流结果与理论结果 的对比M22上机2撰写上机 报告142.5孔口自由出流上机 练习L学习流动模拟所用的workbench、建模DesignModel、网格 Meshing,计算Fluent的过程与设置；2.掌握自由射流的非定常流动模拟设置，学习改变孔口结构， 完成不同结构孔口射流的局部阻力对比；并与实验结果对比M22上机2撰写上机 报告四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比1实验1 .本课程14个学时实验，共七次实验。2 .成绩采用白分制，根据实验完成情况

10、评分。3 .考核学生对流体力学系统知识的应用能力，针对流体力学实验中的问题，能够根据需求确定设计目标，从技术角度 优选解决方案获得有效结论50%2大作业主要考核学生对流体力学实验与模拟流体流动的基本知识的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能40%力，题型主要有简答题、作图题、分析题、模拟题等3课堂表现考核学生对流体力学系统基本知识的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力10%五、评分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级1Ml实验80%A-按时提交实验报告，数据分析符合规范，结论无误。B-按时提交实验报告，数据分析基本规范，结论基本正确。c-数据分析过程存在问

11、题。D-发生安全事故2Ml课堂表现20%A-独立思考，掌握基本知识扎实，回答问题准确，认真动手操作，操作规范熟练；B-独立思考，掌握基本知识扎实，回答问题较准确，认真动手操作，操作规范较熟练；c-独立思考，掌握基本知识不扎实，回答问题较准确，动手操作较少，操作不够规范、不够熟练；D-掌握基本知识不扎实，回答问题不正确，不动手操作3M2大作业80%A-利用FLUENT等现代仿真工具建立研究对象的模型正确，系统功能满足要求，设计解决流体力学模拟控制 控制问题的方案合理；B-利用FLUENT等现代仿真工具建立研究对象的模型正确，系统功能基本满足要求，设计解决流体力学模拟 控制问题的方案基本合理；C-

12、利用FLUENT等现代仿真工具建立研究对象的模型基本正确，系统功能基本满足要求，设计解决解决流体 力学模拟控制问题的方案基本合理；D-利用FLUENT等现代仿真工具建立研究对象的模型不止确，系统功能不能满足要求，设计解决流体力学模 拟控制问题的方案不合理4M2课堂表现20%A-独立思考，掌握基本知识扎实，回答问题准确，认真动手操作，操作规范熟练；B-独立思考，掌握基本知识扎实，回答问题较准确，认真动手操作，操作规范较熟练；C-独立思考，掌握基本知识不扎实，回答问题较准确，动手操作较少，操作不够规范、不够熟练；D-掌握基本知识不扎实，回答问题不止确，不动手操作评分等级说明：A, B, C, D,

13、 E = 90-100, 80-89, 70-79, 60-69, 0-59; A, B, C, D = 90-100, 75-89, 60-74, 0-59; A, B, C = 90-100, 75-89, 60-74, 0-59; A, B = 80-100, 0-79六、教材与参考资料序号教学参考资料明细1图书工程流体力学实验，李成华，中国石油大学出版社，2015. 05, ISBN:9787563649242. （*主教材）2图书1工程流体力学，倪领英，中国石油大学出版社，2012.07. （*主教材）3图书I FLUENT：流体工程仿真计算实例与分析，韩占忠，北京理工大学出版社，2009. 8.七、实验项目信息序号项目名称实验室名称门牌号组人数学时实验类别要求实验类型上机1流体静力学静水力学实验室工科B241302专业基础必做综合性否2流量计管流综合实验室工科B129302专业基础必做综合性否3沿程阻力管流综合实验室工科B129302专业基础必做综合性否4局部阻力局部阻力实验室工科B345302专业基础必做验证性否5流动状态流动状态实验室工科B133302专业基础必做验证性否6伯努利方程伯努利方程实验室工科B345302专业基础必做综合性否7孔口与管嘴出流孔口与管嘴出流实验室工科B243152专业基础必做综合性否