流体力学A教学大纲.docx

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1、流体力学A教学大纲学时56课程编号:* )一、课程简介流体力学课程是能源动力类专业本科生的专业基础课。课程涵盖流体静力学、 流体动力学、旋涡理论、相似理论、边界层理论等流体力学经典理论知识。通过本 课程的学习，使学生能够掌握流体力学的基本概念、基本方程以及控制体分析法、 微分分析法与量纲分析法等基本分析方法；结合经典流体力学理论在能源动力工程 领域中的应用实例，使学生具备应用流体力学基本概念与原理，求解工程水力计算 等问题的能力，以及解决流动系统减阻增效与结构优化的能力。二、课程目标对毕业要求的支撑关系课程目标毕业要求指标点教学环节1.工程知识目标：正确理解和 掌握经典流体力学理论中的基 本概

2、念、基本方程和基本理论。1-3掌握能源与动力工程基 础知识，具有将其应用于解 决复杂能源与动力工程问题 的能力。讲授、例题讲解、课堂测 评、课后作业、讨论与答 疑2.分析问题目标：掌握控制体 分析法、微分分析法、量纲分 析法等基本分析方法，并能用 相关方法对各类流动问题进行 分析。2-1能够将数学、自然科学 和能源与动力工程科学的基 本原理用于复杂能源与动力 工程问题的识别和表达。讲授、例题讲解、课堂测 评、课后作业、案例分析、 讨论与答疑3.解决问题目标：能够应用经 典流体力学基本理论和基本方 法解决工程中的水力计算、流 动特性分析等问题。3-1能够对复杂能源与动力 工程问题进行分析，提出解

3、 决方案。讲授、例题讲解、课后作 业、案例分析、讨论与答 疑4.课程思政目标：结合我国流 体力学领域伟大成就及科学家 爱国案例，使学生明确个人作 为社会主义事业建设者和接班 人所肩负的责任和使命。8-2理解个人在历史以及社 会、自然环境中的地位，具 有民族复兴和社会进步的责 任感。讲授、视频观看（以我国 历史上大型水利工程、现 代航天事业发展历程以 及钱学森、陆士嘉等流体 力学领域著名科学家的 科技报国故事为案例。）三、教学内容与学时分配教学内容学时教学要点教学环节程标 课目第一章绪论、流体的4流体力学对象、内容、方法与发展史； 我国水利工程、航空事业；讲授；视频观看；1、4教学内容学时教学要

4、点教学环节程标 课目基本物理性质流体力学领域爱国科学家事迹； 流体流动性、压缩性与膨胀性； 流体的粘性及牛顿切应力公式。讨论与答疑。第二章流体静力学5静止流体压强特点；流体静力学平衡方程与压差公式； 惯性与非惯性系下的静止流体； 静止流体对平板、曲面的作用力。讲授；课堂测评；作业；讨论与答疑。1、2第三章流体流动的基本方程12描述流体的两种方法与质点导数；流体流动的基本概念与分类；连续方程与动量方程；伯努利方程及其工程应用；动量矩方程与习题分析；管流能量方程。讲授； 例题讲解； 课堂测评；作业；讨论与答疑。2、3第四章漩涡理论和势流理论10流体运动分析与运动微分方程； 欧拉积分和伯努利积分；

5、漩涡的基本概念与基本定理； 二元旋涡的速度与压强分布； 速度势和流函数；简单平面势流的叠加及其应用。讲授；例题讲解；课堂测评；作业；讨论与答疑。2、3第五章相似理论与量纲分析3相似概念与相似准则；量纲分析法；近似模型实验；讲授；作业；例题讲解；讨论与答疑。1、3弟/、早粘性流体管内 流动8粘性流体的应力分析；粘性流体两种流态、两种损失；纳维斯托克斯方程及其应用； 流体在圆管内的层流、湍流流动； 沿程损失系数与局部损失系数， 管道的水力计算。讲授；作业；期中考试；讨论与答疑；工程案例分析。1、2第七章粘性流体绕物体流动7边界层概念及边界层微分方程组；边界层动量积分方程；平板边界层的计算；边界层分

6、离，物体在流体中运动的阻力。讲授；作业；课堂测评；视频观看； 讨论与答疑。1、2第八章 气体动力学基 础7微弱扰动的传播及其基本方程；气流的参考状态；变截面等端管流的流动方程；正激波及其基本关系式；收缩喷管与缩放喷管内的流动。讲授；课堂测评；作业；例题讲解；讨论与答疑。2、3四、课程考核及成绩评定1 .课程考核方式课程目标考核评价环节与分数占比合计课堂测评与课 后作业期中 考试期末 考试1.工程知识目标：正确理解和掌握经典流 体力学理论中的基本概念、基本方程和基本 理论。（支撑毕业要求指标点1-3）5%5%15%25%2.分析问题目标：掌握控制体分析法、微 分分析法、量纲分析法等基本分析方法，

7、并 能用相关方法对各类流动问题进行分析。（支撑毕业要求指标点2-1）5%5%15%25%3.解决问题目标：能够应用经典流体力学 基本理论和基本方法解决工程中的水力计 算、流动特性分析等问题。（支撑毕业要求 指标点3-1）5%0%40%45%4.课程思政目标：结合我国流体力学领域 伟大成就及科学家爱国案例，使学生明确个 人作为社会主义事业建设者和接班人所肩 负的责任和使命。（支撑毕业要求指标点 8-2）5%005%合计20%10%70%100%2 .课程成绩组成课程总成绩=20%课堂测评与课后作业+10%期中考试+70%期末考试3 .课程目标考核要求和评价标准课后作业考核与评价标准基本要求评价标

8、准权重100-9089-7574-6059-0作业1熟悉流体的基本 物性，能够使用 牛顿切应力公式 求解黏性切应 力。（课程目标及时提交作 业，能够熟 练应用牛顿 切应力公式 求解黏性切及时提交作 业，基本能 够应用切应 力公式求解 黏性切应力及时提交作 业，基本理 解应用切应 力公式求解 黏性切应力未及时提交 作业，或未 理解应用切 应力公式求 解黏性切应1/81、毕业要求指标点 1-3）应力问题。 结果正确， 步骤完整， 书写十分规 范问题。结果 存在少量错 误，步骤较 完整，书写 规范问题。结果 存在较多错 误，步骤不 够完整，书 写较规范力的思路， 结果存在大 量错误，步 骤不完整，

9、书写不规范作业2能够使用流体静 力学平衡方程求 解静止或相对静 止流体对平板或 曲面的作用力。（课程目标1、 毕业要求指标点 1-3）及时提交作 业，能够熟 练应用平衡 方建求解壁 面受力问 题。结果正 确，步骤完 整，书写十 分规范及时提交作 业，能够应 用平衡方程 求解壁面受 力问题。结 果有少量错 误，步骤较 完整，书写 规范及时提交作 业，基本理 解应用平衡 方程求解壁 面受力问题 的方法。结 果有较多错 误，步骤不 够完整，书 写较规范未及时提交 作业，或未 理解应用平 衡方程求解 壁面受力问 题的方法。结果存在大 量错误，步 骤不完整， 书写不规范1/8作业3能够使用理想流 体连续

10、方程、动 量方程、伯努利 方程与动量矩方 程解决管道与射 流中计算压强与 受力等问题（课 程目标3、毕业 要求指标点3-1）及时提交作 业，能够熟 练应用理想 流体基本方 程求解管道 与射流问 题。结果正 确，步骤完 整，书写十 分规范及时提交作 业，能够应 用理想流体 基本方程求 解管道与射 流问题。结 果有少量错 误，步骤较 完整，书写 规范及时提交作 业，基本理 解应用理想 流体基本方 程求解管道 与射流问题 的方法。结 果存在较多 错误，步骤 不够完整， 书写较规范未及时提交 作业，或未 理解应用理 想流体基本 方程求解管 道与射流问 题的方法。结果存在大 量错误，步 骤不完整， 书写

11、不规范1/8作业4理解旋涡理论基 本概念与运动规 律，能够使用势 流理论计算势函 数、流函数。（课 程目标2、毕业 要求指标点2-1）及时提交作 业，能够熟 练应用势流 理论求解 势、流函数。 结果正确， 步骤完整， 书写十分规 范及时提交作 业，能够应 用势流理论 求解势、流 函数。结果 有少量错 误，步骤较 完整，书写 规范及时提交作 业，基本理 解应用势流 理论求解 势、流函数 的方法。结 果存在较多 错误，步骤 不够完整， 书写较规范未及时提交 作业，或未 理解应用势 流理论求解 势、流函数 的方法。结 果存在大量 错误，步骤 不完整，书 写不规范1/8作业5理解相似理论与 量纲分析法

12、的基 本思想，能够使 用量纲分析法建 立近似模型实验 的无量纲方程。（课程目标2、 毕业要求指标点 2-1）及时提交作 业，能够熟 练应用量纲 分析法建立 近似模型实 验无量纲方 程。结果正 确，步骤完 整，书写十 分规范及时提交作 业，能够应 用量纲分析 法建立模型 实验无量纲 方程。结果 有少量错 误，步骤较 完整，书写 规范及时提交作 业，基本理 解应用量纲 分析法建立 模型实验无 量纲方程的 方法。结果 存在较多错 误，步骤不 够完整，书 写较规范未及时提交 作业，或未 理解应用量 纲分析法建 立模型实验 无量纲方程 的方法。结 果存在大量 错误，步骤 不完整，书 写不规范1/8作业6

13、掌握管道流动的 两种流态、损失， 能够使用总流伯及时提交作 业，能够熟 练应用总流及时提交作 业，能够应 用总流伯努及时提交作 业，基本理 解应用总流未及时提交 作业，或未 理解应用总1/8努利方程、损失 公式等进行黏性 流体管道内流动 的水力计算（课 程目标3、毕业 要求指标点3-1）伯努利方程 进行管道水 力计算。结 果正确，步 骤完整，书 写十分规范利方程进行 管道水力计 算。结果有 少量错误， 步骤较完 整，书写规 范伯努利方程 进行管道水 力计算的方 法。结果存 在较多错 误，步骤不 够完整，书 写较规范流伯努利方 程进行管道 水力计算的 方法。结果 存在大量错 误，步骤不 完整，书

14、写 不规范作业7掌握边界层的特 点及其方程，能 够使用边界层理 论计算平板边界 层的摩擦阻力。（课程目标2、 毕业要求指标点 2-1）及时提交作 业，能够熟 练应用边界 层理论计算 平板边界层 摩擦阻力。 结果正确， 步骤完整， 书写十分规 范及时提交作 业，能够应 用边界层理 论计算平板 摩擦阻力。 结果有少量 错误，步骤 较完整，书 写规范及时提交作 业，基本理 解应用边界 层理论计算 平板摩擦阻 力的方法。 结果存在较 多错误，步 骤不够完 整、书写较 规范未及时提交 作业，或未 理解应用边 界层理论计 算平板摩擦 阻力的方 法。结果存 在大量错 误，步骤不 完整，书写 不规范1/8作业

15、8理解声速、马赫 数等基本概念， 能够利用气体动 力学基本方程确 定流体等焙流动 的状态参数。（课 程目标3、毕业 要求指标点3-1）及时提交作 业，能够熟 练应用气体 动力学基本 方程计算流 体等端流动 的状态参 数。结果正 确，步骤完 整，书写十 分规范及时提交作 业，能够应 用气体动力 学基本方程 计算流体等 燧流状态参 数。结果有 少量错误， 步骤较完 整，书写规 范及时提交作 业，基本理 解应用气体 动力学基本 方程计算流 体等蜡流状 态参数的方 法。结果存 在较多错 误，步骤不 够完整、书 写较规范未及时提交 作业，或未 理解应用气 体动力学基 本方程计算 流体等爆流 状态参数的

16、方法。结果 存在大量错 误、步骤不 完整、书写 不规范1/8课堂测评考核与评价标准基本要求评价标准权重100-9089-7574-6059-0学习态度端正，课堂认真听课堂认真听遵守课堂纪课堂存在睡课堂认真学习、讲，遵守课讲，遵守课律，但存在觉、缺课、积极参与课堂教堂纪律，能堂纪律，积溜号现象，迟到等现当 日日不缶小A /乍够积极准确极参与课堂缺少主动提象，不参与子，明佣1 Al F回答问题，问答，课堂问与参与问课堂问答或为社会主乂事业课堂参与度参与度较答的意识，回答错误，1建设者和接班人高，学习态高，学习态学习态度不学习态度懒的责任和使命。度端正，深度端正，基够积极，对散，无法认（课程目标4、

17、刻理解个人本理解个人个人的责任识到个人的毕业要求指标点的责任和使的责任和使和使命有一责任和使8-2)命。命。定认识。命。期中考试考核与评价标准基本要求评价标准权重100-9089-7574-6059-0期中考试掌握流体基本属 性、运动规律； 连续、动量、能 量等基本方程； 旋涡理论、势流 理论、边界层理 论等理论，共 100题。（课程 目标1和2、毕 业要求指标点 13和21）准确掌握流 体力学基本 概念、规律、 方程以及流 体流动的基 本理论。参 看标准答 案，存在很 少错误。基本掌握流 体力学基本 概念、规律、 方程以及流 体流动的基 本理论。参 看标准答 案，存在少 量错误。基本理解流

18、体力学基本 概念、规律、 方程以及流 体流动的基 本理论。参 看标准答 案，存在较 多错误。未能理解流 体力学基本 概念、规律、 方程，以及 流体流动的 基本理论。参看标准答 案，存在大 量错误。1期末考试考核与评价标准X基本要求评价标准权重掌握流体的黏 性、相似准则、 流动状态特征、 流动与阻力分类 等基本概念与规 律（课程目标1、 毕业要求指标点 1-3）深刻理解流 体的黏性变 化规律，相 似准则含 义，层流与 湍流特征， 流动阻力类 型与成因， 参看标准答 案，结果正 确。（2018 分）理解流体的 黏性变化规 律，相似准 则含义，层 流与湍流特 征，流动阻 力类型与成 因，结果有 少量

19、错误。（1715分）基本理解流 体的黏性变 化规律，相 似准则含 义，层流与 湍流特征， 流动阻力类 型与成因， 结果有较多 错误。（14 12分）有违纪行为 或未理解流 体的黏性变 化规律，相 似准则含 义，层流与 湍流特征， 流动阻力类 型与成因， 结果有大量 错误。（11-0 分）0.2掌握流体流动的 基本概念、规律、 流动特点中的关 键词，能够对各 种相关说法进行 准确性分析。（课 程目标2、毕业 要求指标点2-1）熟练掌握连 续介质、黏 性、相似准 则特征，内/ 外流阻力分 析，流动分 类，描述流 体运动的方 法。参看标 准答案，结 果正确。（2018分）基本掌握连 续介质、黏 性、

20、相似准 则特征，内/ 外流阻力分 析，流动分 类，描述流 体运动的方 法，结果有 少量错误。（1715分）基本理解连 续介质、黏 性、相似准 则特征，内/ 外流阻力分 析，流动分 类，描述流 体运动的方 法，结果有 较多错误。（1412分）有违纪行为 或不理解连 续介质、黏 性、相似准 则特征，内/ 外流阻力分 析，流动分 类，描述流 体运动的方 法，结果有 大量错误。（110分）0.2能够使用气体动熟练掌握应掌握应用气基本掌握应有违纪行为0.6力学基本方程、 势流理论、动量 方程与伯努利方 程、流体静力学 压差公式、总流 伯努利方程计算 流动参数并分析 受力。（课程目 标3、毕业要求 指标点

21、3-1）力学基本方程、 势流理论、动量 方程与伯努利方 程、流体静力学 压差公式、总流 伯努利方程计算 流动参数并分析 受力。（课程目 标3、毕业要求 指标点3-1）用气体动力体动力学基用气体动力或基本理解学基本方本方程、势学基本方应用气体动程、势流理流理论、动程、势流理力学基本方论、动量方量方程与伯论、动量方程、势流理程与伯努利努利方程、程与伯努利论、动量方方程、压差压差公式、方程、压差程与伯努利公式、总流总流伯努利公式、总流方程、压差伯努利方程方程计算流伯努利方程公式、总流计算流动参动参数并分计算流动参伯努利方程数并分析受析受力的方数并分析受计算流动参力的方法。法。但结果力的方法。数并分析受参看标准答有较少错但结果有较力的方法。案，结果基误。（4735多错误。（34但结果有大本正确。分）分22分）量错误。（21（6048分）分0分）五、授课说明1 .开课学期2 .授课单位每学年第1学期。能源与动力学院。3.适用专业能源动力类专业各专业方向4.先修课程：微积分或高等数学、大学物理、工程热力学。六、教材和参考书1 .教材：刘宏升，孙文策，工程流体力学（第六版）.大连理工大学出版社，2022年.2 .主要参考书：丁祖荣，流体力学（第3版），高等教育出版社，2018；闻德药，工程流体力学（水力学）2版，北京：高等教育出版社，2020.课程负责人：*主管部门负责人：*2021年9月