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1、流体力学A(Fluid Mechcinics A)课程代码：02410011学分：4.5学时：72 （其中：课堂教学学时：64 实验学时：8 上机学时：0 课程实践学时：0 ）先修课程：高等数学、大学物理等适用专业：能源与动力工程等专业教材：流体力学；罗惕乾；机械工业出版社；第四版一、课程性质与课程目标（一）课程性质（需说明课程对人才培养方面的贡献）本课程是能源与动力工程（流体机械及工程）专业的一门主要的专业基础课。改为课程的主要 任务是使学生掌握流体运动的一般规律和有关的基本概念、基本原理、基本方法和定的数值计算 机实验技能，注意培养学生较好地分析和解决本专业涉及流体力学问题的能力，为学习专
2、业课程、 从事专业技术工作或进行科学研究打下坚实的基础。（二）课程目标（根据课程特点和对毕业要求的贡献，确定课程目标。应包括知识目标和能力 目标。）课程目标1：通过各个教学环节，运用各种教学手段和方法，使学生正确理解流体力学中的 基本概念和流体流动特征，明确理想流体与粘性流体的区别，量纲分析和相似理论对实验的指导意 义，掌握基础的机翼理论与叶栅理论，熟练应用连续性方程、伯努利方程、动量方程等基本方程。课程目标2：培养学生掌握一定的实验技能与方法，并具有测量流动参数、分析实验数据和 编写实验报告的能力，具备应用流体力学知识分析、解决实际问题的能力，为后续专业课的学习和 将来从事科学研究和专业技术
3、工作打下良好基础。二、课程内容与教学要求第一章绪论结果进行分析的能力，最后按10%计入课程总成绩。期末考试试卷题型包括判断题、选择 题、填空题、简答题和综合分 析应用题等，以卷面成绩的 80%计入课程总成绩。其中考 核基础知识型题目占60%, 考核流体流动问题综合分析 与险证的能力题目占40%o80%注：1.分学期设置和考核的课程应按学期分别填写上表。2 .考核形式主要包括课堂表现、平时作业、阶段测试、期中考试、期末考试、大作业、小 论文、项目设计和作品等。3 .考核要求包括作业次数、考试方式（开卷、闭卷）、项目设计要求等。4.考核权重指该考核方式或途径在总成绩中所占比重。六、参考书目及学习资
4、料（书名，主编，出版社，出版时间及版次）1、流体力学，张也影，高等教育出版社，2000年8月第2版2、工程流体力学，闻建龙，机械工业出版社，2011年8月第1版3、流体力学、水力学题解，莫乃榕，槐文信，华中科技大学出版社，2002年1月第1版七、大纲说明（内容可包括课程基本要求、习题要求及其它一些必要的说明）实验包括流动演示实验、平面静水总压力实验、雷诺实验、沿程损失实验、伯努利方程验证实 验、动量方程验证实验、孔口与管嘴实验等。习题以教材课后习题为主。2017年9月18日（一）课程内容1、连续介质模型2、作用在流体上的力3、流体的粘性及牛顿内摩擦定律4、流体的物理性质（二）教学要求1、理解流
5、体微团及质点的概念、连续介质模型及建立的条件；2、了解作用在流体上的力（质量力和表面力）；3、理解粘性的概念，掌握牛顿内摩擦定律；4、掌握流体的惯性、压缩性、膨胀性等主要物理性质。（三）重点与难点1.重点连续介质假设、流体的粘性2,难点连续介质假设第二章流体运动学基础（一）课程内容1、研究流体运动的两种方法2、流体流动的基本概念3、连续性方程4、流体微团的运动分析（二）教学要求1、了解研究流体运动的两种方法，理解描述流体流动的基本概念。2、掌握并应用连续性方程；3、理解流体微团的运动和变形；（三）重点与难点1 .重点连续性方程2.难点连续介质假设第三章流体力学的基本方程（一）课程内容1、理想流
6、体运动微分方程2、流体静力学3、伯努利方程4、动量方程和动量矩方程（二）教学要求1、掌握并应用伯努利方程、动量方程，并能熟练应用于求解工程实际问题，了解动量矩方 程及其应用；2、掌握流体静压强的分布规律及其测量和表示方法、流体平衡微分方程，熟练应用平面和 曲面上总压力的计算方法。（三）重点与难点（若不单独列出，需在教学要求中适当注明）1 .重点伯努利方程、动量方程、平面和曲面上流动总压力的计算2 .难点伯努利方程、动量方程第四章管路、孔口、管嘴的水力计算（一）课程内容1、黏性流体的两种流动状态2、圆管的层流运动3、圆管的湍流运动4、流动阻力与能最损失5、管路的水力计算6、管路中的水击7、孔口与
7、管嘴出流（二）教学要求1、理解层流与湍流两种流态的特征，掌握沿程损失与管内平均流速的关系；2、掌握沿程损失和局部损失的计算方法，明确简单管路与长管水力计算的区别；3、了解水击的概念、过程及防止方法；4、了解孔口与管嘴流动特点，掌握孔口与管嘴出流流速与流量的计算。（三）重点与难点（若不单独列出，需在教学要求中适当注明）1.重点管路水力计算方法2.难点针对简单管路、长管、孔口与管嘴不同的流体流动问题，沿程损失、局部损失计算的不 同的处理方法第五章相似理论与量纲分析（一）课程内容1、相似理论2、量纲分析（二）教学要求1、掌握力学相似理论，明确近似模型法的应用，具备应用相似理论设计实验模型的能力；2、
8、掌握瑞利法、白金汉定理法两种量纲分析方法，具有应用量纲分析对实验参数进行初步 分析，明确量纲分析与实验数据采集及处理的指导意义；3、了解风洞设备及实验技术。（三）重点与难点1 .重点力学相似、量纲分析2 .难点近似模型法、单位与量纲的区别、量纲和谐性原理第六章流动测量与显示技术（一）课程内容1、压强的测最2、流速的测量3、流量的测量4、流动显示技术（二）教学要求1、了解机械式、液柱式、电测式压强计的特点及应用；2、掌握毕托管流速测吊原理，了解PIV、PDPA、LDA测速原理及应用；3、掌握文丘里管流量测量原理，了解涡轮流量计、电磁流量计、转子流量计的工作原理及 应用；4、掌握高速摄影仪工作原理
9、，了解染色法、烟气法等流动显示技术。（三）重点与难点3 .重点毕托管、文丘里管、高速摄影仪的工作原理4 .难点毕托管、文丘里管实际测量应用第六章理想流体动力学（一）课程内容1、平面势流2、速度势函数与流函数3、复势与复速度4、几种基本的平面势流5、势流的叠加6、圆柱体绕流（二）教学要求1、明确势函数、流函数的特点；2、理解基本平面势流的势函数、流函数及复势函数，掌握势流叠加原理；3、掌握圆柱体无环量、有环量绕流流动特征及应用复势函数进行流场平面势流分析的方法。（三）重点与难点（若不单独列出，需在教学要求中适当注明）1 .重点势流叠加，圆柱体无环量、有环量绕流流动分析2 .难点势流叠加，圆柱体无
10、环量、有环量绕流流动分析第七章粘性流体动力学基础（一）课程内容1、粘性流体运动的纳维-斯托克斯方程2、简单边界条件下纳维-斯托克斯方程的精确解3、边界层的概念4、边界层方程组及边界条件5、边界层的分离与减阻6、雷诺方程及雷诺应力（二）教学要求1、掌握纳维-斯托克斯方程及其简单边界条件下的求解方法；2、理解边界层的概念及边界层内流动特点，掌握边界层方程组及边界条件；3、了解边界层分离的必要条件及防止边界层分离的方法与途径；4、了解雷诺方程，掌握雷诺应力及混合长理论。（三）重点与难点（若不单独列出，需在教学要求中适当注明）1 .重点纳维-斯托克斯方程及其求解，边界层方程组，雷诺方程及雷诺应力、边界
11、层概念、边 界层的分离2 .难点纳维-斯托克斯方程及其求解，边界层方程组，雷诺方程及雷诺应力第十二章机翼理论与叶栅理论基础（一）课程内容1、机翼升力原理2、机翼与翼型的几何参数3、翼型的空气动力特性4、儒科夫斯基翼型与保角变换法5、奇点分布法6、有限翼展机翼简述7、叶栅概述8、叶栅特征方程（二）教学要求1、理解机翼升力原理、升力与边界层分离的关系；2、理解翼型的几何参数，如翼弦、中线等；3、理解翼型空气动力特性表示方法；4、了解保角变换法和奇点分布法的应用；5、了解有限翼展机翼动力学特性：6、理解叶栅几何参数，了解叶栅特征方程。（三）重点与难点1 .重点机翼升力原理、翼型几何参数、叶栅几何参数
12、、翼型空气动力学特性2 .难点保角变换法、奇点分布法三、本课程开设的实验项目（如课程不含实验，该项可不填）编号实验项目名称学时类型要求支撑的课程目标1自循环静水压强传递演示实验等16台套演示实险2演示性必做课程目标12平面静水总压力实验1验证性选做课程目标1、23伯努利方程验证实脸1验证性必做课程目标1、24动量方程脸证实脸1验证性必做课程目标1、25雷诺实验1验证性必做课程目标1、26管道沿程阻力系数测定实验1验证性选做课程目标1、27孔口与管嘴出流实脸1验证性选做课程目标1、28翼型空气动力学特性测定实脸1验证性选做课程目标1、2注：1. “类型”填验证性、综合性、设计性等；2） “要求”
13、填必做、选做。实验1：自循环静水压强传递演示实验等16台套演示实验本实验为演示实验，主要现场演示自循环静水压强传递演示实验、平面总压力实验、流体流动 演示系列实验、空化实验、雷诺实验、风洞演示实验、毕托管测速实验实验、孔口与管嘴流动特性 演示实验、虹吸现象演示实验、流线流谱显示实验等，讲解基本结构、原理及使用方法，通过本实 验使学生对流体流动特征有直观的理解，加深课程基本概念的认识。实验2：平面静水总压力实验1）测定矩形平面上的静水总压力；2）验证平面上静水总压力的计算公式。实验3：伯努利方程验证实验1）验证流体恒定总流的能量方程；2）通过实验分析，掌握有压管流中的能量转换特性：3）学会压强、
14、流速、流量等的测量，掌握绘制测压管水头线和总水头线的方法。实验4：动量方程验证实验1）验证不可压缩流体恒定总流的动量方程，进一步理解动量方程的物理意义；2）通过对动量与流速、流量、出射角度、动量矩等的分析，进一步掌握流体动力学的动量 守恒特性；3） 了解活塞式动量方程实验台原理及构造，进一步启发与培养创造性思维的能力。实验5：雷诺实验1）观察液体流动时层流和紊流现象，加深时雷诺数的理解；2）测定有色液体在管中不同状态下的雷诺数；3）通过对有色液体在管中不同状态的分析，加深对管流不同流态得了解。实验6：管道沿程阻力系数测定实验D掌握管道沿程阻力系数的测量和用气-水差压计及电差压计测压差的方程；2
15、）加深理解圆管层流和紊流的沿程损失随平均流速变化的规律；3）绘出入-Re曲线并与莫迪图作对比，分析其合理性，提高对实验成果的分析能力。实验7：孔口与管嘴出流实验1）掌握测定薄壁孔口与管嘴出流的断面收缩系数、流量系数、流速系数、局部阻力系数的 测量方法；2）观察孔口及管嘴自由出流的水力现象，并通过不同管嘴与孔口的流量系数测量分析，了 解进口形状对过流能力的影响及相关水力要素对孔口出流能力的影响。实验8：翼型空气动力学特性测定实验1）测量二元翼型的气动力，加深对二元翼型表面压强分布和气动特性的认识：2） 了解使用工业控制机对风洞及模型姿态角控制和信号采集及处理的基本方法。四、学时分配及教学方法章（
16、按序填写）教学形式及学时分配主要教学方法支撑的课程目标课堂 教学实验上 机课程 实践小 计第一章426讲授法、演示法课程目标1第二章66讲授法课程目标1第三章10313讲授法、讨论法课程目标1、2第四章10313讲授法、研究型教学 方法课程目标1、2第五章44讲授法课程目标1第六章66讲授法、讨论法课程目标1、2第七章88讲授法、研究型教学 方法课程目标1、2第八章88讲授法课程目标1第十二章88讲授法、研究型教学 方法课程目标1、2合计64872注：1.课程实践学时按相关专业培养计划列入表格；2.主要教学方法包括讲授法、讨论法、演示法、研究型教学方法（基于问题、项目、案例等教学方法）等。五、课程考核考核形式考核要求考核权重备注平时成绩课后完成20-30个习题，主要 考核学生对每节课知识点的 复习、理解和掌握程度，计算 全部作业的平均成绩。以随机 的形式，在每章内容进行中或 结束后，随堂测试1-3题，主 要考核学生课堂的听课效果 和课后及时复习消化本章知 识的能力，结合平时的随机点 名。平时成绩按10%计入课 程总成绩。10%实验成绩完成8个学时的实脸，其中2 个学时为演示实验，主要考核 学生操作实脸设备并对实验10%