流體力學B

一、課程說明

課程編號：120712X10

課程名稱：流體力學B/FkiidMechanicsB

課程類別：公共基礎課

學時/學分：48/3（其中：文瞼學時6）

先修課程：理論力學、材料力學（或工程力學）

適用專業(yè)：礦物加工工程等專業(yè)

教材：流體力學，王英、主編，中南大學出版社，2015（第1版）

教學參考書：L應用流體力學，毛根海主編，高等教育出版社，2006（第1

版）

2.流體力學（第二版），龍?zhí)煊濉⒉淘龌骶帲袊ㄖI(yè)出版社，2013

3.FluidMechanics（FifthEdition）（影印版）,FrankM.White,清華大學出版

社，2005

二、課程設置的目的意義

流體力學是力學的一個分支，是一門研究流體靜止和運動的力學規(guī)律，及其

在工程技術中應用的課程。它既有力學學科的系統(tǒng)性和完整性，又有鮮明的工程、

專業(yè)應用特點。課程設置的目的是通過這門課程的各種教學環(huán)節(jié)，使學生掌握流

體在靜止和運動狀態(tài)卜?的力學規(guī)律及其基礎理論、進行流體力學計算的基本方法

和流體力學實驗的基本操作技能，為學好專業(yè)課程和以后從事專業(yè)工作中解決有

關流體力學問題及進一步鉆研打卜必要的基礎。

三、課程的基本要求

知識：掌握流體的主要物理性質(zhì)，流體靜壓強的分布規(guī)律，連續(xù)性方程、能

量方程、動量方程及其應用，損失計算方法，孔口和管嘴出流、管路的流量計算，

明渠流特性及其流態(tài)判別方法，滲流基本定律，相似準則及量綱分析法等知識。

學會根據(jù)流體的運動特性建立相應的三大基本方程，并聯(lián)立求解，同時結(jié)合損失

計算方法，形成劃定研究對象-對研究流體列寫相關方程-確定相關參數(shù)的基本計

算框架；學會利用相似原理和量綱分析法建立實驗模型并擬合出相關公式。

能力：針對不同流體特性，具備建立相應流體研究模型的能力；掌握流體靜

壓強分布規(guī)律，針對實際案例繪制出受壓圖形，提高分析受力的能力；通過三大

方程的學習，將其推廣應用于解決實際工程案例問題；在對典型工程問題的討論

中培養(yǎng)創(chuàng)新意識，提高分析、研究和解決問題的能力；在試驗中提高動手能力，

建立試驗模型并根據(jù)實驗結(jié)果探究分析實驗現(xiàn)象的能力。

素質(zhì)：構建分析流體運動特性、建立流體運動方程、解決工程實際問題的知

識結(jié)構體系，提升理解流體力學研究理論的基本素質(zhì)，并通過課程教學過程中的

分析討論和實驗培養(yǎng)分析溝通交流素質(zhì)、熟練的實際動手操作素質(zhì)。

四、教學內(nèi)容、重點難點及教學設計

總學時分配

教學方案設計（含

學

講課實

章節(jié)教學內(nèi)容教學重點教學難點教學方法、教學手

時

（含研踐

段）

討）

作

在

流體

流體力學的研究用

力

流

上

對象、任務及研的分析流體用典型歷史事件和

，

主

物

體

的

究方法；流體力要受力，牛頓數(shù)據(jù)結(jié)合現(xiàn)狀發(fā)展

第1章

質(zhì)

流

理

學的發(fā)展歷史；22性內(nèi)摩擦定講解流體力學的重

緒論，

連

介

體

的

作用在流體上的續(xù)律，流體分要性和研究內(nèi)容及

型

質(zhì)

力；流體的連續(xù)模類今后的發(fā)展趨勢

介質(zhì)模型

教學思路：通過受

力分析理論推導獲

靜壓強的特性：靜壓強特

重力作用得壓強規(guī)律，用對

流體靜壓強分布性，等壓面，

下流體壓比方式突出平面與

規(guī)律；壓強的度靜壓強分布

第2章強的分布曲面上靜壓力的不

量標準、量度單規(guī)律，壓強

流體規(guī)律，作用同

位，測壓儀器；量度標準和

靜力66在平面、曲教學模式：課前復

作用于平面和流度量單位，

學面上的靜習及提問；課堂公

體平衡微分方作用在平面

水總壓為式推導；課堂壓強

程，流體的相對和曲面上的

的計算分布圖及壓力體圖

平衡靜水壓力

練習；結(jié)合課外作

業(yè)講解

描述流體運動的兩種方法的

兩種方法；恒定區(qū)別，均勻

流和非恒定流、流過流斷面流連續(xù)性

第章

3流線和跡線、一上的壓強分方程，恒定

流體

元流動模型概布規(guī)律，連總流的能

動力1010

學念;連續(xù)性方程、續(xù)性方程、量方程、動

能量方程、動量能量方程、量方程及

基礎

方程及其應用；動量療程的其應用

水頭線圖變化規(guī)應用條件、

律工程應用

粘性流體的

流動阻力和水頭

兩種流態(tài)的

損失的分類；流

判別，達西使用臨界教學思路：通過對

態(tài)及其判別方

公式，沿程雷諾數(shù)判比兩種損失的不同

法；圓管層流運

第4章阻力系數(shù)的別流態(tài),圓特征得出不同的計

動；紊流運動的

流動變化規(guī)律及管中沿程算公式；用實驗結(jié)

特征和附加阻

阻力其影響因素阻力系數(shù)果講解其規(guī)律

力,尼古拉滋實

和水66的分析，水的變化規(guī)教學模式：課前復

驗；紊流阻力系

頭損力半徑、當律，局部損習及提問；課堂實

數(shù)的計算；沿程

失量直徑概失的通用驗講解；沿程損失

阻力系數(shù)的變化

念，突擴的公式的應專題討論；布置課

規(guī)律，局部損失

局部損失的用外作業(yè)并講解

的計算；邊界層

推導，局部

理論與繞流阻力

損失的計算

第5章恒定孔口出流、恒定孔口出孔口出流教學思路：通過對

孔口、管嘴出流的流量44流、管嘴出與管嘴出比孔口與管嘴出流

管嘴計算；短管和長流的流量，流的對比，體現(xiàn)其不同流量規(guī)

總學時分配

教學方案設計（含

學

講課實

章節(jié)教學內(nèi)容教學重點教學難點教學方法、教學手

時

（含研踐

段）

討）

流

出管概念，管路的串、并聯(lián)管串、并聯(lián)管律；用典型案例介

有

及串聯(lián)和并聯(lián)，管路水力計路水力計紹水擊現(xiàn)象

管

壓網(wǎng)計算；水擊現(xiàn)算，管網(wǎng)水算，水擊現(xiàn)教學模式：課前復

*充

象及其危害和解力計算，水象及其防習及提問；課堂講

決措施擊現(xiàn)象及其止措施授；水擊現(xiàn)象問題

防止措施搶答并討論；布置

課外作業(yè)并講解

教學思路：對比明

明渠概念；明渠渠均勻與非均勻流

均勻流的特性及明渠均勻流獲得其不同特性及

形成條件；無壓的特性及形明渠均勻規(guī)律；列舉不同的

第6章

圓管均勻流的特成條件，羽流的特性，明渠流態(tài)判別方法

明渠66

點；明渠流態(tài)及渠流態(tài)概念明渠流態(tài)教學模式：課前復

流

其判別方法和依及其判別方判別習及提問；課堂講

據(jù)；明渠非均勻法和依據(jù)授；流態(tài)判另!問題

流及水躍水跌搶答并討論；布置

課外作業(yè)并講解

教學思路：通過建

立滲流模型推導獲

滲流模型，得達西定律；列舉

滲流基本概念；滲流達西

第7章滲流達西定滲流系數(shù)確定方法

滲流基本定律；44定律，滲透

滲流律，滲透系教學模式：課前復

井和井群系數(shù)

數(shù)習及提問；課堂講

授；布置課外作業(yè)

并講解

教學思路：通過模

型與原型的理論方

幾何、運動、動力學相似的程對比確定相似準

第8章力相似的基本概概念，相似相似原理則；依據(jù)量綱和諧

念；各種相似準準數(shù)的物理及相似準定理列舉多科量綱

則；模型設計的意義及應數(shù)的應用，分析方法，并應用

44

基本方法；量綱用，模型律，量綱分析于指導實驗

概念；量綱和諧量綱分析法法的原理教學模式：課前復

薪

原理和量綱分的原理和應和應用習及提問；課堂講

析法用授；量綱問題搶答

并討論；布置課外

作業(yè)并講解

其他實驗66

五、實踐教學內(nèi)容和基本要求

流體力學的實驗課在課程上完前五章之后設置，每個實驗學生都必須進行。

實驗課以學生自己動手為主，教師輔助指導。

實驗名稱實驗內(nèi)容學時基本要求

觀察流動現(xiàn)象演示儀、靜總結(jié)流動特點、了解靜壓傳遞原

壓傳遞揚水實驗儀、水擊理、熟悉水擊發(fā)生原理及其危害

演示實驗1

揚水實驗儀、虹吸原理演和解決措施、了解虹吸管內(nèi)壓力

示實驗儀等變化等

由壓強值獲得壓強分布規(guī)律，或

量測實驗I：測定流體靜壓強各值，或

5由不同壓強分布圖獲得靜壓力

流體靜力學實驗測定流體靜壓力大小

大小規(guī)律

實驗名稱實驗內(nèi)容學時基本要求

測定不同管道型式情況總結(jié)伯努利方程壓強與速度變

量測實驗2：下壓強值大小，或量測噴化規(guī)律，繪制水頭線圖，或由沖

流體動力學實驗射水流對板的沖擊力大擊力大小驗證動量方程，計算動

小量修正系數(shù)B值

了解沿程損失隨平均流速變化

量測實驗