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 的作用：了解流体力学的研究方法：理解质点、质元概念和连续介质假设：理 解流体的主要物理性质，特别是易变形性和粘性：掌握牛顿粘性定律和粘度计 算：了解无粘性流体与粘性流体、可压缩流体与不可压缩流体分类。 第二章流体静力学(8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 体的相对静止：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：了解相 对平衡问题：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：了解浮力和稳定性。 第三章流体运动学(8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：流场中 一点邻域内相对运动分析：势流及速度势函数：平面流动和流函数：几种简单 的平面势流。 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：了解流体的变形特性：理解流体分类：了解无粘性流体无旋流动的概念：掌 握速度势、流函数概念和计算。 第四章理想流体力学(8学时) 主要内容：欧拉运动微分方程式：伯努利方程：伯努利方程的实际应用：恒定流动的动量定 理和动量矩定理。 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：了解动量矩方程和能量方程。 第七章粘性流体力学(6学时) 主要内容：粘性流体的运动微分方程式：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：理解NS方程及其意义：掌捏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(8学时)
21 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 的作用；了解流体力学的研究方法；理解质点、质元概念和连续介质假设；理 解流体的主要物理性质，特别是易变形性和粘性；掌握牛顿粘性定律和粘度计 算；了解无粘性流体与粘性流体、可压缩流体与不可压缩流体分类。 第二章 流体静力学（8 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 体的相对静止；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；了解相 对平衡问题；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；了解浮力和稳定性。 第三章 流体运动学（8 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；流场中 一点邻域内相对运动分析；势流及速度势函数；平面流动和流函数；几种简单 的平面势流。 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；了解流体的变形特性；理解流体分类；了解无粘性流体无旋流动的概念；掌 握速度势、流函数概念和计算。 第四章 理想流体力学（8 学时） 主要内容：欧拉运动微分方程式；伯努利方程；伯努利方程的实际应用；恒定流动的动量定 理和动量矩定理。 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；了解动量矩方程和能量方程。 第七章 粘性流体力学（6 学时） 主要内容：粘性流体的运动微分方程式；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；理解 N-S 方程及其意义；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（8 学时）
主要内容：雷诺实验、层流和素流：圆管层流运动：圆管素流运动：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。 第九章边界层理论(6学时) 主要内容：边界层概念：平板层流边界层：平板奈流边界层：平板混合边界层：沿曲面的边 界层及其分离现象：绕流阻力。 学习要求：理解边界层概念和普朗特边界层方程；掌握边界层厚度计算：理解边界层分离概 念：理解绕流物体阻力。 四、教学基本要求 教学过程中要求教师侧重于流体力学的基本知识、原理和计算方法讲解，同时还应注意 结合实验和工程实际问题，进行流体力学分析问题、解决问题思维方式和能力的全面培养。 本课程在阐述物理概念的同时，也强调力学模型的数学推导和证明。 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，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30%： 2.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 22
22 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。 第九章 边界层理论（6 学时） 主要内容：边界层概念；平板层流边界层；平板紊流边界层；平板混合边界层；沿曲面的边 界层及其分离现象；绕流阻力。 学习要求：理解边界层概念和普朗特边界层方程；掌握边界层厚度计算；理解边界层分离概 念；理解绕流物体阻力。 四、教学基本要求 教学过程中要求教师侧重于流体力学的基本知识、原理和计算方法讲解，同时还应注意 结合实验和工程实际问题，进行流体力学分析问题、解决问题思维方式和能力的全面培养。 本课程在阐述物理概念的同时，也强调力学模型的数学推导和证明。 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，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 30％； 2.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
23 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
《流体力学实验》教学大纲 课程名称（中文/英文）：流体力学实验(Experimental Fluid Mechanics) 课程编号：1302509 课程类别：专业基础 教材名称：宋秋红主编的《力学基础实验指导》 学时学分：学时16 学分1 实验学时16 应开实验学期：3 先修课程：流体力学、工程力学 适用专业：海洋环境工程 一、课程性质及要求 通过对实验理论、实验技术及实验数据计算机处理的全过程，使学生在掌握实验基本理论的 基础上，建立现代的实验理念，培养分析问题与解决问题的能力，锻炼实验动手能力。同时， 通过实验，深化对流体力学专业知识的理解，达到能够基本掌握运用实验手段验正理论、认 识规律、优化设计的目的。 二、内容简介(200字左右) 实际的流体运动非常复杂，因此通过流体力学实验是揭示流体运动规律的一种重要 手段，可以帮助学生加深对所学理论的理解，更好的用所学理论解决生产实际中的 问颗。流体力学实：验内容主要包括基本实验、提高型实验、研究创新型实验二种类型。其 中基本实验项目有：静水点压强分布规律实验、雷诺（层素流）实验、 局部阻力实验、文丘 里（测流量）实验、静水总压力实验、动量实验、毕托管测速实验等。提高型实验项日有」 沿程水头损失实验、能量转换实验、流速仪测速实验、虹吸实验仪等。研究创新型实验项目 有：流动演示实验、水击实验、势流叠加实验、空化空蚀实验等。 三、主要仪器设备 一般情况下，每种演示类实验设备可设1~2套：每种量测类实验设备设48套，可达3 人一套，以便于每人动手做实验。水流循环系统为实验设备提供恒定水头条件下的水源，以 便获得稳定的实验条件与可靠的实验数据，一般为节省水源，多设计成循环系统，包括蓄水 池、水泵机组、平水箱、供水管路、回水渠道等。多用自来水或天然水源。量测仪器及率定 设备用于量测水力要素如水位、流速、压强与流量等。具体包括：多功能流体力学实验装置， 动量定律实验仪、水击演示实验台、空化机理实验仪、势流叠加实验仪、虹吸实验仪、流动 演示实验仪等。 四、教学方法与基本要求
24 《流体力学实验》教学大纲 课程名称（中文/英文）：流体力学实验（Experimental Fluid Mechanics） 课程编号：1302509 课 程 类 别：专业基础 教 材 名 称：宋秋红主编的《力学基础实验指导》 学 时 学 分：学时 16 学分 1 实验学时 16 应 开 实验学期：3 先 修 课 程：流体力学、工程力学 适 用 专 业：海洋环境工程 一、课程性质及要求 通过对实验理论、实验技术及实验数据计算机处理的全过程，使学生在掌握实验基本理论的 基础上，建立现代的实验理念，培养分析问题与解决问题的能力，锻炼实验动手能力。同时， 通过实验，深化对流体力学专业知识的理解，达到能够基本掌握运用实验手段验正理论、认 识规律、优化设计的目的。 二、内容简介（200 字左右） 实际的流体运动非常复杂，因此通过流体力学实验是揭示流体运动规律的一种重要 手段，可以帮助学生加深对所学理论的理解，更好的用所学理论解决生产实际中的 问题。流体力学实验内容主要包括基本实验、提高型实验、研究创新型实验三种类型。其 中基本实验项目有：静水点压强分布规律实验、雷诺（层紊流）实验、局部阻力实验、文丘 里（测流量）实验、静水总压力实验、动量实验、毕托管测速实验等。提高型实验项目有： 沿程水头损失实验、能量转换实验、流速仪测速实验、虹吸实验仪等。研究创新型实验项目 有：流动演示实验、水击实验、势流叠加实验、空化空蚀实验等。 三、主要仪器设备 一般情况下，每种演示类实验设备可设 1~2 套；每种量测类实验设备设 4~8 套，可达 3~5 人一套，以便于每人动手做实验。水流循环系统为实验设备提供恒定水头条件下的水源，以 便获得稳定的实验条件与可靠的实验数据，一般为节省水源，多设计成循环系统，包括蓄水 池、水泵机组、平水箱、供水管路、回水渠道等，多用自来水或天然水源。量测仪器及率定 设备用于量测水力要素如水位、流速、压强与流量等。具体包括：多功能流体力学实验装置、 动量定律实验仪、水击演示实验台、空化机理实验仪、势流叠加实验仪、虹吸实验仪、流动 演示实验仪等。 四、教学方法与基本要求
本课程教学过程中目前采用黑板板书结合实验仪器在实验室完成讲解。 本课程要求学生实验前预习；实验时仔细观察实验现象，认真读取实验数据；独 立完成实验报告；掌握流体力学理论实验技能。 五、考核方法 由于流体力学实验课程是单独设课，考核方式采用两种方式并存的形式：一是由任课教师考 核学生平时的实验准备、实验操作以及实验报告的编写等情况，应作好记载。二是在课程学 ,采用笔试的办法 或采用写小论文的方式对学生整个课程的学习进行考核。两者分数 所占比例是平时占60%，笔试占40%。 六、实验项目设置（表格形式） 实验名称 内容提要 实验每组实验实验 学时人数属性要求 验证流体恒定总流的能量方程：掌握 能量方程妈验 流速、流量、压强等动水力学水力要 5 验证必做 素的实哈量训技能。 观察层流、紊流的流本及其转换特征。 测定临界雷诺数，掌握圆管流态判别 2 雷诺实验 准则：学习古典流体力学中应用无晶 验证 必做 纲参数进行实验研究的方法，并了解 其实用意义。 测定射流作用力，理解与动量恋化之 动量定律实验 间的关系：加深理解动量方程各项物 2 5 验证 必做 理意义。 测定管道的沿程水头损失系激：并测定不 沿程水头损失实验 司的相对粗桔度时雷诺数与沿程水头损失 验证 必做 系数的关系。 侧定管道各种边界变化时的局部水头 5 局部水头损失实验 损失系数：观察管径突然打扩大时以及 验证 必做 其它各种边界变化时的测压管水头沿 程变化情况。 6 毕托管测速实验 解毕托管的构造及工作原理：掌握毕托 音测量点流速的能 2 5 验证 必做 测定文丘里流量计和孔板流量计的流 管首流品过验 量系数：绘制文丘里流量计压差与流 5 设计 必做 量的关系曲线。 观察流体在边界发生改变时的流动现 流动演示实验 象以及物体放在流场中的绕流现象： 演示 必做 加深对流线的理解。 9 虹吸实验 演示虹吸管工作原理，加深对总水头、 测压管水头和真空度沿程变化规律的 10演示必做
25 本课程教学过程中目前采用黑板板书结合实验仪器在实验室完成讲解。 本课程要求学生实验前预习；实验时仔细观察实验现象，认真读取实验数据；独 立完成实验报告；掌握流体力学理论实验技能。 五、考核方法 由于流体力学实验课程是单独设课，考核方式采用两种方式并存的形式；一是由任课教师考 核学生平时的实验准备、实验操作以及实验报告的编写等情况，应作好记载。二是在课程学 完后，采用笔试的办法，或采用写小论文的方式对学生整个课程的学习进行考核。两者分数 所占比例是平时占 60%，笔试占 40%。 六、实验项目设置（表格形式） 序 号 实 验 名 称 内 容 提 要 实 验 学 时 每 组 人 数 实 验 属 性 实 验 要 求 1 能量方程实验 验证流体恒定总流的能量方程；掌握 流速、流量、压强等动水力学水力要 素的实验量测技能。 2 5 验证 必做 2 雷诺实验 观察层流、紊流的流态及其转换特征； 测定临界雷诺数，掌握圆管流态判别 准则；学习古典流体力学中应用无量 纲参数进行实验研究的方法，并了解 其实用意义。 2 5 验证 必做 3 动量定律实验 测定射流作用力，理解与动量变化之 间的关系；加深理解动量方程各项物 理意义。 2 5 验证 必做 4 沿程水头损失实验 测定管道的沿程水头损失系数；并测定不 同的相对粗糙度时雷诺数与沿程水头损失 系数的关系。 2 5 验证 必做 5 局部水头损失实验 测定管道各种边界变化时的局部水头 损失系数；观察管径突然扩大时以及 其它各种边界变化时的测压管水头沿 程变化情况。 2 5 验证 必做 6 毕托管测速实验 了解毕托管的构造及工作原理；掌握毕托 管测量点流速的技能； 2 5 验证 必做 7 管道测流量实验 测定文丘里流量计和孔板流量计的流 量系数；绘制文丘里流量计压差与流 量的关系曲线。 2 5 设计 必做 8 流动演示实验 观察流体在边界发生改变时的流动现 象以及物体放在流场中的绕流现象； 加深对流线的理解。 1 10 演示 必做 9 虹吸实验 演示虹吸管工作原理，加深对总水头、 测压管水头和真空度沿程变化规律的 1 10 演示 必做