《工程流体力学》课程教学大纲一 课程类别：学科专业基础必修课 课程名称：工程流体力学 开课单位：电气与动力工程系 课程编号：B0512042 总学时：56 学分：3.5 适用专业：能源与动力工程专业 先修课程：高等数学、大学物理、工程力学 一、课程的性质、目的及任务 工程流体力学是研究流体（包括气体和流体）的平衡和运动规律的科学。它是一门横跨各 领域，各不同专业的重要技术基础课。能源、动力、环境、设备、化工，航空、国防等领域均 需要流体力学知识。热能与动力工程专业学生尤其需要流体力学知识作为工程设计或从事其 他专业技术工作的理论基础。通过本课程的学习，使学生掌握流体力学的基本概念，基本原 理和实验技能，为将来的学习和工作打下基础。工程流体力学相对于流体力学来说更重视专业 实践，因此在本课程中对于流体力学一些不重要的公式或理论不进行推导或者进行简单推导。 二、学时分配 (一)总学时分配 内容 讲授 实验 上机 习题 其它 小计 第一章绪论 0 0 0 0 1 第二章流体及其物理性质 3 0 0 0 0 3 第三章流体静力学 6 0 0 0 0 6 第四章流体运动学和流体动力学基础 6 2 0 0 0 8 第五章相似原理与量纲分析 4 0 0 0 0 4 第六章管内流动和水力计算液体出 流 4 0 0 0 6 第七章气体的一维流动 4 0 0 0 0 4 第八章理想流体的有旋流动和无旋流 动 8 0 0 0 0 8 第九章黏性流体绕过物体的流动 10 2 0 0 0 12 第十章气体的二维流动 2 0 0 0 2 合计 48 8 0 0 0 56 (二)实验内容学时分配 序号 项目 目的 要求 学时 (1)了解静压、总压和动压之间的关系。 伯努利方程 (2)熟悉用能量观点解释水流速度变化时各测压管 水头线高度变化的原因。 2 (3)掌握伯努利方程的应用。 (1)通过观察玻璃圆管中的水流情况，形象的了解 雷诺实验和流量 计校正 层流和紊流两种流态的特征，认识雷诺数在流态判别 中的作用
《工程流体力学》课程教学大纲一 课程类别：学科专业基础必修课 课程名称：工程流体力学 开课单位：电气与动力工程系 课程编号：B0512042 总 学 时：56 学 分：3.5 适用专业：能源与动力工程专业 先修课程：高等数学、大学物理、工程力学 一、课程的性质、目的及任务 工程流体力学是研究流体 ( 包括气体和流体 ) 的平衡和运动规律的科学。 它是一门横跨各 领域，各不同专业的重要技术基础课。能源、动力、环境、设备、化工，航空、国防等领域均 需要流体力学知识。 热能与动力工程专业学生尤其需要流体力学知识作为工程设计或从事其 他专业技术工作的理论基础。通过本课程的学习，使学生掌握流体力学的基本概念， 基本原 理和实验技能，为将来的学习和工作打下基础。工程流体力学相对于流体力学来说更重视专业 实践，因此在本课程中对于流体力学一些不重要的公式或理论不进行推导或者进行简单推导。 二、学时分配 （一）总学时分配 内 容 讲授 实验 上机 习题 其它 小计 第一章 绪论 1 0 0 0 0 1 第二章 流体及其物理性质 3 0 0 0 0 3 第三章 流体静力学 6 0 0 0 0 6 第四章 流体运动学和流体动力学基础 6 2 0 0 0 8 第五章 相似原理与量纲分析 4 0 0 0 0 4 第六章 管内流动和水力计算 液体出 流 4 4 0 0 0 8 第七章 气体的一维流动 4 0 0 0 0 4 第八章 理想流体的有旋流动和无旋流 动 8 0 0 0 0 8 第九章 黏性流体绕过物体的流动 10 2 0 0 0 12 第十章 气体的二维流动 2 0 0 0 0 2 合 计 48 8 0 0 0 56 （二）实验内容学时分配 序号 项 目 目 的 要 求 学时 1 伯努利方程 （1）了解静压、总压和动压之间的关系。 （2）熟悉用能量观点解释水流速度变化时各测压管 水头线高度变化的原因。 （3）掌握伯努利方程的应用。 2 2 雷诺实验和流量 计校正 （1）通过观察玻璃圆管中的水流情况，形象的了解 层流和紊流两种流态的特征，认识雷诺数在流态判别 中的作用。 2
(2)理解文丘里流量计的工作原理并学会使用文丘 里流量计进行流量测定。 (1)了解实验设备和仪器。 管路沿程阻力损 (2)寻求摩擦阻力系数与雷诺数之间的函数关系。 3 失和局部阻力损 (3)了解局部阻力损失的规律。 2 失 (4)掌握测定一般局部损失系数的实验方法，并测 定管路突然扩大和突然缩小处的局部阻力系数值。 (1)测定圆柱绕流边界层的流速分布、压力分布及 绕流圆柱体压力 边界层的厚度。 分布的测定 2 (2)对比实验曲线与计算曲线，确定边界层内的流 动状态。 三、 课程的基本内容说明 序号 内容 说明 基本要求 了解流体力学的研究内容和研究方法，了解流体力学在工程技术 第一章 中和教学计划中的地位。 绪论 重点难点 重点：流体力学的研究内容和研究方法 难点：流体力学的研究内容和研究方法 基本要求 掌握流体连续介质的假设，了解作用在流体上的力和流体的主要 第二章 物理性质、液体的表面性质。 重点难点 流体及其 物理性质 重点：流体的定义和特征、连续介质的假设、作用在流体上的 力、流体的主要物理性质、液体的表面性质 难点：准确理解流体的连续介质的假设、流体的粘性和液体的表 面张力等概念 基本要求 掌握流体的静压强及特性、流体平衡微分方程式和流体静力学基 本方程式的主要推导过程。掌握工程上常用的压强的计示及测量方 第三章 法。掌握静止液体作用在平面和曲面上的总压力和静止液体作用在物 体上的浮力。 3 流体静力 学 重点难点 重点：流体处于平衡状态的条件和压强的分布规律、平衡微分方 程式、静力学基本方程式，压强的计示及测量方法 难点：流体处于平衡状态的条件和压强的分布规律、平衡微分方 程式、静力学基本方程式 基本要求 第四章 掌握流体运动的基本概念和基本方程以及研究流体流动的方法。 流体运动 广泛地深入地理解连续方程、动量方程与动量矩方程、能量方程。熟 学和流体 练掌握伯努利方程及其应用。 动力学基 重点难点 础 重点：连续方程、动量方程与动量矩方程、能量方程、伯努利方 程及其应用
（2）理解文丘里流量计的工作原理并学会使用文丘 里流量计进行流量测定。 3 管路沿程阻力损 失和局部阻力损 失 （1）了解实验设备和仪器。 （2）寻求摩擦阻力系数与雷诺数之间的函数关系。 （3）了解局部阻力损失的规律。 （4）掌握测定一般局部损失系数的实验方法，并测 定管路突然扩大和突然缩小处的局部阻力系数值。 2 4 绕流圆柱体压力 分布的测定 （1）测定圆柱绕流边界层的流速分布、压力分布及 边界层的厚度。 （2）对比实验曲线与计算曲线，确定边界层内的流 动状态。 2 三、课程的基本内容说明 序 号 内 容 说 明 1 第一章 绪论 基本要求 了解流体力学的研究内容和研究方法，了解流体力学在工程技术 中和教学计划中的地位。 重点难点 重点：流体力学的研究内容和研究方法 难点：流体力学的研究内容和研究方法 2 第二章 流体及其 物理性质 基本要求 掌握流体连续介质的假设，了解作用在流体上的力和流体的主要 物理性质、液体的表面性质。 重点难点 重点：流体的定义和特征、连续介质的假设、作用在流体上的 力、流体的主要物理性质、液体的表面性质 难点：准确理解流体的连续介质的假设、流体的粘性和液体的表 面张力等概念 3 第三章 流体静力 学 基本要求 掌握流体的静压强及特性、流体平衡微分方程式和流体静力学基 本方程式的主要推导过程。掌握工程上常用的压强的计示及测量方 法。掌握静止液体作用在平面和曲面上的总压力和静止液体作用在物 体上的浮力。 重点难点 重点：流体处于平衡状态的条件和压强的分布规律、平衡微分方 程式、静力学基本方程式，压强的计示及测量方法 难点：流体处于平衡状态的条件和压强的分布规律、平衡微分方 程式、静力学基本方程式 4 第四章 流体运动 学和流体 动力学基 础 基本要求 掌握流体运动的基本概念和基本方程以及研究流体流动的方法。 广泛地深入地理解连续方程、动量方程与动量矩方程、能量方程。熟 练掌握伯努利方程及其应用。 重点难点 重点：连续方程、动量方程与动量矩方程、能量方程、伯努利方 程及其应用
难点：准确理解连续方程、动量方程与动量矩方程、能量方程的 推导过程。熟练掌握伯努利方程及其应用 基本要求 流体流动的力学相似性、动力相似准则、流动相似条件：熟练应 第五章 相似原理 用量纲分析法。 与量纲分 重点难点 析 重点：量纲分析法的应用，几个重要的准则数（雷诺数、欧拉 数、马赫数、柯西数、韦伯数等)的物理意义及其表达式 难点：相似原理和量纲分析法的应用 基本要求 熟练掌握工程上常见的和基本的流体流动的能量损失（沿程损失 与局部损失)的计算过程，熟练应用莫迪图。准确理解粘性流体的两 第六章 种流动状态（层流流动与紊流流动）的基本概念、分类。熟练计算管 管内流动 道中流体的水力过程。 6 和水力计 重点难点 算液体 重点：流体流动的沿程损失与局部损失的计算过程，莫迪图的应 出流 用：粘性流体的两种流动状态（层流流动与紊流流动）的基本概念、 分类：管道中流体的水力过程的计算 难点：流体流动的沿程损失和局部损失的计算，管道中流体的水 力计算 基本要求 掌握流体一维流动中的声速和马赫数的基本概念和计算过程：了 解气流的特定状态和参考速度、速度系数，以及正激波的概念；掌握 变截面管流、等截面摩擦管流、换热管流中相应的一些定义量的概念 第七章 和计算。 7 气体的一 维流动 重点难点 重点：微弱扰动的一维传播、声速、马赫数：变截面管流、等截 面摩擦管流、换热管流 难点：微弱扰动的一维传播过程，变截面管流、等截面摩擦管 流、换热管流中相应的一些定义量的计算 基本要求 掌握流体理想流体的有旋流动和无旋流动、相应运动微分方程和 伯努利方程及其定解条件。了解有势流动、速度势和流函数的概念。 第八章 了解简单的不可压缩流体的平面流动、平面无旋流动的叠加，以及平 理想流体 行流绕过圆柱体无环流的平面流动、有环流的平面流动。 重点难点 8 的有旋流 动和无旋 重点：理想流体的有旋流动和无旋流动、相应的运动微分方程和 流动 伯努利方程及其定解条件：简单的不可压缩流体的平面流动、平面无 旋流动的叠加 难点：有旋流动和无旋流动、相应的运动微分方程和伯努利方程 及其定解条件：平行流绕过圆柱体无环流的平面流动、有环流的平面 流动 第九章 基本要求 黏性流体 掌握不可压缩粘性流体的运动微分方程，明确边界层的概念与分 9 绕过物体 类及其微分方程和积分方程，熟悉流过平板的层流边界层、紊流边界 的流动 层及混合边界层的近似计算。了解边界层的分离现象、绕过圆柱体的
难点：准确理解连续方程、动量方程与动量矩方程、能量方程的 推导过程。熟练掌握伯努利方程及其应用 5 第五章 相似原理 与量纲分 析 基本要求 流体流动的力学相似性、动力相似准则、流动相似条件；熟练应 用量纲分析法。 重点难点 重点：量纲分析法的应用，几个重要的准则数（雷诺数、欧拉 数、马赫数、柯西数、韦伯数等）的物理意义及其表达式 难点：相似原理和量纲分析法的应用 6 第六章 管内流动 和水力计 算 液体 出流 基本要求 熟练掌握工程上常见的和基本的流体流动的能量损失（沿程损失 与局部损失）的计算过程，熟练应用莫迪图。准确理解粘性流体的两 种流动状态（层流流动与紊流流动）的基本概念、分类。熟练计算管 道中流体的水力过程。 重点难点 重点：流体流动的沿程损失与局部损失的计算过程，莫迪图的应 用；粘性流体的两种流动状态（层流流动与紊流流动）的基本概念、 分类；管道中流体的水力过程的计算 难点：流体流动的沿程损失和局部损失的计算，管道中流体的水 力计算 7 第七章 气体的一 维流动 基本要求 掌握流体一维流动中的声速和马赫数的基本概念和计算过程；了 解气流的特定状态和参考速度、速度系数，以及正激波的概念；掌握 变截面管流、等截面摩擦管流、换热管流中相应的一些定义量的概念 和计算。 重点难点 重点：微弱扰动的一维传播、声速、马赫数；变截面管流、等截 面摩擦管流、换热管流 难点：微弱扰动的一维传播过程，变截面管流、等截面摩擦管 流、换热管流中相应的一些定义量的计算 8 第八章 理想流体 的有旋流 动和无旋 流动 基本要求 掌握流体理想流体的有旋流动和无旋流动、相应运动微分方程和 伯努利方程及其定解条件。了解有势流动、速度势和流函数的概念。 了解简单的不可压缩流体的平面流动、平面无旋流动的叠加，以及平 行流绕过圆柱体无环流的平面流动、有环流的平面流动。 重点难点 重点：理想流体的有旋流动和无旋流动、相应的运动微分方程和 伯努利方程及其定解条件；简单的不可压缩流体的平面流动、平面无 旋流动的叠加 难点：有旋流动和无旋流动、相应的运动微分方程和伯努利方程 及其定解条件；平行流绕过圆柱体无环流的平面流动、有环流的平面 流动 9 第九章 黏性流体 绕过物体 的流动 基本要求 掌握不可压缩粘性流体的运动微分方程，明确边界层的概念与分 类及其微分方程和积分方程，熟悉流过平板的层流边界层、紊流边界 层及混合边界层的近似计算。了解边界层的分离现象、绕过圆柱体的
流动和卡门涡街的概念、以及流体的阻力和阻力系数的计算。了解边 界层的控制方法。 重点难点 重点：流过平板的层流边界层、紊流边界层及混合边界层的近似 计算。了解边界层的分离现象、绕过圆柱体的流动的阻力和阻力系数 的计算，边界层的控制方法 难点：不可压缩粘性流体的运动微分方程、边界层的微分方程与 积分方程和流过平板的层流边界层、紊流边界层及混合边界层的近似 计算 第十章 基本要求 10 气体的二 本章为超音速流动过程中出现的一些主要现象的描述和计算，只 维流动 作一般了解。 四、能力培养基本要求 1.掌握流体力学的基本概念，基本原理和实验技能。 2.掌握流体运动的基本规律，掌握流体力学的研究方法并适当运用到实践中去。 3.掌握该课程所涉及的基础理论知识，着重理解和掌握基本概念，能够灵活运用基础理 论知识分析工程设计中出现的问题，具备一定程度的解決工程实际问题的能力。 五、主要参考书 1.推荐教材： 《工程流体力学》（第四版)，孔珑主编，中国电力出版社，2014年。 2.参考教材： 《流体力学基础》，华大学工程力学系编，北京，机械工业出版社，上册1980年，下册 1982年. 《流体力学》，江宏俊主编，上下册，北京，高等教育出版社，1985年。 六、考核方式（包括作业、测验、考试等及其所占比例） 1、考核方式：该课程考核方式为考试，采用闭卷笔试，考试时间为120分钟。 2、成绩综合评定：总成绩为百分制，包括平时成绩和期末考试卷面成绩两部分，其中平 时成绩包括出勤、学习态度、作业、测验、课堂讨论、实验和实验报告等，占总成绩的30%， 期末考试卷面成绩占总成绩的70%。 七、说明 教学方法：采用讲、练结合及实验辅助的教学方法。 (1)课堂讲授：通过多媒体、板书结合，主要采用黑板教学的教学方法。 (2)作业：通过课后作业使学生进一步巩固所学知识，掌握分析方法。 (3)实验教学：通过实验教学加深及提升课堂教学内容
流动和卡门涡街的概念、以及流体的阻力和阻力系数的计算。了解边 界层的控制方法。 重点难点 重点：流过平板的层流边界层、紊流边界层及混合边界层的近似 计算。了解边界层的分离现象、绕过圆柱体的流动的阻力和阻力系数 的计算，边界层的控制方法 难点：不可压缩粘性流体的运动微分方程、边界层的微分方程与 积分方程和流过平板的层流边界层、紊流边界层及混合边界层的近似 计算 10 第十章 气体的二 维流动 基本要求 本章为超音速流动过程中出现的一些主要现象的描述和计算，只 作一般了解。 四、能力培养基本要求 1．掌握流体力学的基本概念，基本原理和实验技能。 2．掌握流体运动的基本规律，掌握流体力学的研究方法并适当运用到实践中去。 3．掌握该课程所涉及的基础理论知识，着重理解和掌握基本概念，能够灵活运用基础理 论知识分析工程设计中出现的问题，具备一定程度的解決工程实际问题的能力。 五、主要参考书 1．推荐教材： 《工程流体力学》（第四版），孔珑主编，中国电力出版社，2014 年。 2.参考教材： 《流体力学基础》，华大学工程力学系编，北京，机械工业出版社，上册 1980 年，下册 1982 年． 《流体力学》，江宏俊主编，上下册，北京，高等教育出版社，1985 年． 六、考核方式（包括作业、测验、考试等及其所占比例） 1、考核方式：该课程考核方式为考试，采用闭卷笔试，考试时间为 120 分钟。 2、成绩综合评定：总成绩为百分制，包括平时成绩和期末考试卷面成绩两部分，其中平 时成绩包括出勤、学习态度、作业、测验、课堂讨论、实验和实验报告等，占总成绩的 30%， 期末考试卷面成绩占总成绩的 70%。 七、说明 教学方法：采用讲、练结合及实验辅助的教学方法。 （1）课堂讲授：通过多媒体、板书结合，主要采用黑板教学的教学方法。 （2）作业：通过课后作业使学生进一步巩固所学知识，掌握分析方法。 （3）实验教学：通过实验教学加深及提升课堂教学内容
制定者：史红卫 审定者：韩建萍 批准者：孟朝霞
制定者：史红卫 审定者：韩建萍 批准者：孟朝霞