《工程流体力学》教学大纲 课程名称（中文/英文）：流体力学(Engineering Fluid Mechanics) 课程编号：1302501 学分：2学分 学时：总学时32讲授学时28实验学时4 开设学期：第4学期 授课对象：机械设计制造及其自动化 课程级别：校级精品课程 课程负责人：兰雅梅 教学团队：王世明、刘爽、宋秋红、郑艳平、张健 一、课程性质与目的 本课程是为机制专业本科生开设的一门选修课程，研究流体与物体之间的相互作用以及 流体在静止或运动时所遵循的基本规律。主要内容为流体静力学，运动学和流体动力学。其 中又分为理想流体和粘性流体等。本课程的主要目的是使学生掌握流体（主要是液体流动） 运动的一般规律和有关的基本概念、基本理论、基本方法，并具备一定的实验技能，为今后 学习专业课程，从事相关的工程专业技术工作或进行科学研究打下良好的基础。 二、课程简介(200字左右) 流体力学是力学中的一个分支，研究流体与物体之间的相互作用以及流体在静止或运动 时所遵循的基本规律。主要内容为流体静力学，运动学和流体动力学。其中又分为理想流体 和粘性流体等。通过各种教学环节，使学生掌握流体平衡和运动的基本规律及其有关的基本 概念、基本理论、基本计算方法和基本实验技能，侧重于流体力学分析问题、解决问题的方 法培养，同时还应注意结合实验和工程实际问题进行讲解，全面培养学生解决实际问题的能 力。 三、教学内容 第一章绪论(2学时) 主要内容：流体力学的任务与研究对象：作用在流体上的力。 学习要求：了解流体力学的研究方法：理解流体的主要物理性质：掌握牛顿粘性定律和粘度 计算
11 《工程流体力学》教学大纲 课程名称（中文/英文）：流体力学（Engineering Fluid Mechanics） 课程编号：1302501 学 分：2 学分 学 时：总学时 32 讲授学时 28 实验学时 4 开设学期：第 4 学期 授课对象：机械设计制造及其自动化 课程级别：校级精品课程 课程负责人：兰雅梅 教学团队：王世明、刘爽、宋秋红、郑艳平、张健 一、课程性质与目的 本课程是为机制专业本科生开设的一门选修课程，研究流体与物体之间的相互作用以及 流体在静止或运动时所遵循的基本规律。主要内容为流体静力学，运动学和流体动力学。其 中又分为理想流体和粘性流体等。本课程的主要目的是使学生掌握流体（主要是液体流动） 运动的一般规律和有关的基本概念、基本理论、基本方法，并具备一定的实验技能，为今后 学习专业课程，从事相关的工程专业技术工作或进行科学研究打下良好的基础。 二、课程简介（200 字左右） 流体力学是力学中的一个分支，研究流体与物体之间的相互作用以及流体在静止或运动 时所遵循的基本规律。主要内容为流体静力学，运动学和流体动力学。其中又分为理想流体 和粘性流体等。通过各种教学环节，使学生掌握流体平衡和运动的基本规律及其有关的基本 概念、基本理论、基本计算方法和基本实验技能，侧重于流体力学分析问题、解决问题的方 法培养，同时还应注意结合实验和工程实际问题进行讲解，全面培养学生解决实际问题的能 力。 三、教学内容 第一章 绪论（2 学时） 主要内容：流体力学的任务与研究对象；作用在流体上的力。 学习要求：了解流体力学的研究方法；理解流体的主要物理性质；掌握牛顿粘性定律和粘度 计算
第二章流体静力学(6学时) 主要内容：流体静力学的基本方程：流体静压强的分布规律：压强计示方式与度量单位：流 体对平壁的总压力：流体对曲壁的总压力。 学习要求：掌握流体静力学基本方程：掌握静止重力流体中的压强分布规律及计算：了解压 强的不同记示方法：掌握静止流体对平壁和曲壁总压力计算。 第三章流体运动学(6学时) 主要内容：描述流体运动的两种方法：流体运动的分类、迹线和流线：连续性方程：势流及 速度势函数：平面流动和流函数。 学习要求：理解描述流体运动的两种方法：掌握流线和迹线方程：理解微分形式的连续性方 程：理解流体分类；掌握速度势、流函数概念和计算。 第四章理想流体力学(6学时) 主要内容：伯努利方程：伯努利方程的实际应用：恒定流动的动量定理。 学习要求：掌握积分形式的连续性方程及其应用：掌握伯努利方程及其应用：掌握积分形式 的动量方程及其应用。 第七章粘性流体力学(4学时) 主要内容：量纲分析：相似理论：模型实验基础。 学习要求：理解作用在流体之上的力：掌握量纲分析法及其应用：理解相似概念和相似原理： 掌握重要的相似准则数及应用。 第八章圆管中的流动(4学时) 主要内容：雷诺实验、层流和紊流：圆管层流运动：圆管素流运动：素流的沿程水头损失： 管道流动的局部水头损失。 学习要求：掌握层流和湍流判别：掌握圆管沿程损失计算：理解局部损失概念。 实验教学(4学时) 实验教学内容概况：伯努利方程实验：雷诺实验 实验报告要求：(1)内容包括实验目的，实验原理，实验步骤，实验数据记录，实验数据处 理及实验结果分析：(2)回答思考题。 主要仪器设备：在流体力学综合实验台中，实验涉及的部分有高位水箱、雷诺实验管、能量 方程实验管、阀门、秒表、水杯、电子称及温度计等
12 第二章 流体静力学（6 学时） 主要内容：流体静力学的基本方程；流体静压强的分布规律；压强计示方式与度量单位；流 体对平壁的总压力；流体对曲壁的总压力。 学习要求：掌握流体静力学基本方程；掌握静止重力流体中的压强分布规律及计算；了解压 强的不同记示方法；掌握静止流体对平壁和曲壁总压力计算。 第三章 流体运动学（6 学时） 主要内容：描述流体运动的两种方法；流体运动的分类、迹线和流线；连续性方程；势流及 速度势函数；平面流动和流函数。 学习要求：理解描述流体运动的两种方法；掌握流线和迹线方程；理解微分形式的连续性方 程；理解流体分类；掌握速度势、流函数概念和计算。 第四章 理想流体力学（6 学时） 主要内容：伯努利方程；伯努利方程的实际应用；恒定流动的动量定理。 学习要求：掌握积分形式的连续性方程及其应用；掌握伯努利方程及其应用；掌握积分形式 的动量方程及其应用。 第七章 粘性流体力学（4 学时） 主要内容：量纲分析；相似理论；模型实验基础。 学习要求：理解作用在流体之上的力；掌握量纲分析法及其应用；理解相似概念和相似原理； 掌握重要的相似准则数及应用。 第八章 圆管中的流动（4 学时） 主要内容：雷诺实验、层流和紊流；圆管层流运动；圆管紊流运动；紊流的沿程水头损失； 管道流动的局部水头损失。 学习要求：掌握层流和湍流判别；掌握圆管沿程损失计算；理解局部损失概念。 实验教学 （4 学时） 实验教学内容概况：伯努利方程实验；雷诺实验 实验报告要求：（1）内容包括实验目的，实验原理，实验步骤，实验数据记录，实验数据处 理及实验结果分析；（2）回答思考题。 主要仪器设备：在流体力学综合实验台中，实验涉及的部分有高位水箱、雷诺实验管、能量 方程实验管、阀门、秒表、水杯、电子称及温度计等
实验指导书名称：《力学基础实验指导》 实验项目一览表 实验项目 名称 内容提要 超 观察伯努利方程实验管的 实验前认真预习， 能量转化情况，加深对能量 实验中仔细观察、 伯努利方 方程的理解：掌握量杯测平 2 演示 积极思考，实验后 30 程实验 均流速和用毕托管测流速 认点填写实验报 的方法：验证伯努利方程。 告。 观察流体在管道中的两种 实验前认真预习， 流动状态：测定几种流速状 实验中仔细观察 态下的雷诺数，并学会用质 雷诺实验 演示 积极思考，实验后30 量测流量方法：了解流态与 认其填写实验报 雷诺数的关系，并验证下临 界雷诺数Re=2000 告。 四、教学基本要求 教学过程中要求教师侧重于流体力学分析问愿、解决问题的方法培养，同时还应注意结 合实验和工程实际问题进行讲解，全面培养学生解决实际问题的能力。 本课程要求学生首先具备较好的数学、物理和力学基础，需先修课程应包括高等数学、 理论力学、材料力学等：其次，强调学生认真做好预习、听课、复习、作业四环节内容。教 学过程中要求学生在从前人研究、分析问题和演绎推导的过程中，体会和领悟科学认识论和 方法论，提高力学素质和数学修养。 五、教学方法 本课程教学过程中采用多媒体教学和黑板板书相结合的方法，不仅直观清晰，一目了然 而且对重点部分又能反复讲解，以达到学生基本理解并具有一定想象能力。由于学生人数较 多，多媒体教学发挥了很大的作用。它使繁冗的公式推导成为一个简单的讲解过程，将复杂 的流体运动生动形象地表现出来，同时对重点和难点反复在黑板上演示讲解。 依据三部分内容进行综合测评。 1平时成绩：上课出勤率、上课听讲和交流的积极态度、习题作业等，占20%： 2实验成绩：实验态度、实验动手操作技能、实验报告。对实验结果应进行必要的说明和分 析，对实验的正常结果和异常现象及思考题应进行探讨，对实验的认识、体会和建议以及对
13 实验指导书名称：《力学基础实验指导》 实验项目一览表 序 号 实验项目 名称 内容提要 学时 实验 类型 实验 要求 每组 人数 1 伯努利方 程实验 观察伯努利方程实验管的 能量转化情况，加深对能量 方程的理解；掌握量杯测平 均流速和用毕托管测流速 的方法；验证伯努利方程。 2 演示 实验前认真预习， 实验中仔细观察、 积极思考，实验后 认 真 填 写 实 验 报 告。 30 2 雷诺实验 观察流体在管道中的两种 流动状态；测定几种流速状 态下的雷诺数，并学会用质 量测流量方法；了解流态与 雷诺数的关系，并验证下临 界雷诺数 Re=2000 2 演示 实验前认真预习， 实验中仔细观察、 积极思考，实验后 认 真 填 写 实 验 报 告。 30 四、教学基本要求 教学过程中要求教师侧重于流体力学分析问题、解决问题的方法培养，同时还应注意结 合实验和工程实际问题进行讲解，全面培养学生解决实际问题的能力。 本课程要求学生首先具备较好的数学、物理和力学基础，需先修课程应包括高等数学、 理论力学、材料力学等；其次，强调学生认真做好预习、听课、复习、作业四环节内容。教 学过程中要求学生在从前人研究、分析问题和演绎推导的过程中，体会和领悟科学认识论和 方法论，提高力学素质和数学修养。 五、教学方法 本课程教学过程中采用多媒体教学和黑板板书相结合的方法，不仅直观清晰，一目了然， 而且对重点部分又能反复讲解，以达到学生基本理解并具有一定想象能力。由于学生人数较 多，多媒体教学发挥了很大的作用。它使繁冗的公式推导成为一个简单的讲解过程，将复杂 的流体运动生动形象地表现出来，同时对重点和难点反复在黑板上演示讲解。 依据三部分内容进行综合测评。 1.平时成绩：上课出勤率、上课听讲和交流的积极态度、习题作业等，占 20％； 2.实验成绩：实验态度、实验动手操作技能、实验报告。对实验结果应进行必要的说明和分 析，对实验的正常结果和异常现象及思考题应进行探讨，对实验的认识、体会和建议以及对
实验课的改进意见等)，占10% 3期末考试成绩：占70%。 六、参考教材和阅读书目 参考教材： 1.丁祖荣编著。流体力学（上、中册）。高等教有出版社，2003 2清华大学工程力学系（潘文全主编）。流体力学基础（上册）.北京：机械工业出版社，1980 3.清华大学工程力学系（潘文全主编）。流体力学基础（下册）。北京：机械工业出版社，1980 4.莫乃榕主编。工程流体力学。华中理工大学出版社，2000 5.莫乃格，槐文信编著。流体力学水力学题解。华中科技大学出版社，2002 6.吴望一编著。流体力学（上册)。北京：北京大学出版社，1982 7.吴望一编著。流体力学（下册）。北京：北京大学出版社，1982 七、本课程与其它课程的联系与分工 本课程要求学生首先具备较好的数学、物理和力学基础，需先修课程应包括高等数学、 理论力学、材料力学等：该课程是进一步学习《力学实验（流体力学部分）》、《计算流体力 学》等流体力学后续课程的基础，又是从事工程技术工作必备的基础知识。 主撰人：兰雅梅 审核人：袁军亭 分管教学院长：曹守启 2011年9月2日
14 实验课的改进意见等），占 10％； 3.期末考试成绩：占 70％。 六、参考教材和阅读书目 参考教材： 1.丁祖荣编著。流体力学（上、中册）。高等教育出版社，2003 2.清华大学工程力学系（潘文全主编）。流体力学基础（上册）。北京：机械工业出版社，1980 3.清华大学工程力学系（潘文全主编）。流体力学基础（下册）。北京：机械工业出版社，1980 4.莫乃榕主编。工程流体力学。华中理工大学出版社，2000 5.莫乃榕，槐文信编著。流体力学水力学题解。华中科技大学出版社，2002 6.吴望一编著。流体力学（上册）。北京：北京大学出版社，1982 7.吴望一编著。流体力学（下册）。北京：北京大学出版社，1982 七、本课程与其它课程的联系与分工 本课程要求学生首先具备较好的数学、物理和力学基础，需先修课程应包括高等数学、 理论力学、材料力学等；该课程是进一步学习《力学实验（流体力学部分）》、《计算流体力 学》等流体力学后续课程的基础，又是从事工程技术工作必备的基础知识。 主撰人：兰雅梅 审核人：袁军亭 分管教学院长：曹守启 2011 年 9 月 22 日
《流体力学》教学大纲 课程名称（中文/英文）：流体力学(Fluid Mechanics) 课程编号：1302503 学分：3学分 学时：总学时48讲授学时42实验学时6 开设学期：第4学期 授课对象：海洋技术、建筑环境与设备工程专业 课程级别：校级精品课程 课程负责人：兰雅梅 教学团队：王世明、刘爽、宋秋红、袁军亭、郑艳平、张健 一、课程性质与目的 本课程是为海技、建筑专业本科生开设的一门重要的专业基础课，是海技、建筑类本科 生的必修课程。流体力学以流体作为研究对象，以高等数学中的连续函数理论作为数学工具， 探讨流体处于平衡及运动状态下的力学规律，以及流体与固体、液体及气体界面之间的相互 作用力问题。本课程的主要日的是使学生掌握流体（主要是液体流动）运动的一般规律和有 关的基本概念、基本理论、基本方法，并具备一定的实验技能，为今后学习专业课程，从事 相关的工程专业技术工作或进行科学研究打下良好的基础。 二、课程简介(200字左右) 流体力学是力学中的一个分支，是研究流体的运动和平衡规律以及流体和固体之间相互 作用的一门科学。本课程主要讲授流体力学中的基本物理现象、基本概念、原理和方法，主 要内容有：流体静力学、流体运动学、流体动力学、量纲分析与相似理论、边界层理论。通 过各种教学环节，使学生掌握流体平衡和运动的基本规律及其有关的基本概念、基本理论、 基本计算方法和基本实验技能，着重培养学生运用基本原理分析流体力学问题和建立模型、 解析求解的能力，并学习应用基本理论指导模型试验的方法，为从事专业工作、科研和其他 专业课的学习打下基础。 三、教学内容 第一章绪论(2学时) 主要内容：流体力学的任务与研究对象：作用在流体上的力：流体的主要力学任务 学习要求：了解流体力学的任务、研究对象及与科学及工程技术的关系、在推动社会发展中
15 《流体力学》教学大纲 课程名称（中文/英文）： 流体力学（Fluid Mechanics） 课程编号：1302503 学 分：3 学分 学 时：总学时 48 讲授学时 42 实验学时 6 开设学期：第 4 学期 授课对象：海洋技术、建筑环境与设备工程专业 课程级别：校级精品课程 课程负责人：兰雅梅 教学团队：王世明、刘爽、宋秋红、袁军亭、郑艳平、张健 一、课程性质与目的 本课程是为海技、建筑专业本科生开设的一门重要的专业基础课，是海技、建筑类本科 生的必修课程。流体力学以流体作为研究对象，以高等数学中的连续函数理论作为数学工具， 探讨流体处于平衡及运动状态下的力学规律，以及流体与固体、液体及气体界面之间的相互 作用力问题。本课程的主要目的是使学生掌握流体（主要是液体流动）运动的一般规律和有 关的基本概念、基本理论、基本方法，并具备一定的实验技能，为今后学习专业课程，从事 相关的工程专业技术工作或进行科学研究打下良好的基础。 二、课程简介（200 字左右） 流体力学是力学中的一个分支，是研究流体的运动和平衡规律以及流体和固体之间相互 作用的一门科学。本课程主要讲授流体力学中的基本物理现象、基本概念、原理和方法，主 要内容有：流体静力学、流体运动学、流体动力学、量纲分析与相似理论、边界层理论。通 过各种教学环节，使学生掌握流体平衡和运动的基本规律及其有关的基本概念、基本理论、 基本计算方法和基本实验技能，着重培养学生运用基本原理分析流体力学问题和建立模型、 解析求解的能力，并学习应用基本理论指导模型试验的方法，为从事专业工作、科研和其他 专业课的学习打下基础。 三、教学内容 第一章 绪论（2 学时） 主要内容：流体力学的任务与研究对象；作用在流体上的力；流体的主要力学任务。 学习要求：了解流体力学的任务、研究对象及与科学及工程技术的关系、在推动社会发展中