《流體力學》課程教學大綱

一、課程基本情況

課程代碼：1051129004

課程名稱（中/英文）：流體力學/FluidMecanics

課程類別：學科專業(yè)基礎課程

學分：1.5

總學時：24

理論學時：20

實驗學時：4

適用專業(yè)：土木工程

適用對象：本科

先修課程：高等數(shù)學、大學物理、理論力學、材料力學

開課學院：土木工程學院

二、課程簡介

1.課程任務與目的

本課程詳細講述流體猙止和運動的力學規(guī)律及其在工程上的應用，使學生掌握流體力學

的基本概念、原理和研究方法、有關的計算和必要的技能，對工程中有關的流體力學問題能

夠應用流體力學知識進行分析并具備一定的解決實際問題的能力，適應從事本專業(yè)各領域的

工程技術和施工管理工作的要求，將學生培養(yǎng)成基礎扎實、工作踏實、作風樸實、具有開拓

創(chuàng)新精神的建設者。

課程教學過程中，注重提高學生思想道德修養(yǎng)，培育學生的核心價值觀。通過工程案例

分析和杰出人物介紹，以實現(xiàn)中國夢為，激發(fā)學生愛國情懷。

2.對接培養(yǎng)的崗位能力

掌握本專業(yè)流體力學的基本方法和基本知識，具備采用流體力學知識解決本專業(yè)有關設

計和施工問題的能力。

三、課程教學目標

通過本課程的學習，使學生達到以下目標：

目標1.熟悉流體靜止和運動的基本概念、基本原理；熟悉流體靜止和運動的力學求解

方法以及流動阻力的計算；掌握不可壓縮流體三大方程（即連續(xù)性方程、能量方程、動量方

程）及其工程應用。（支撐畢業(yè)要求1.2、2.1）

目標2.具有綜合運用所學流體力學知識解決本專業(yè)一般工程問題的能力；具有進行工

程設計和技術改造的初步能力。（支撐畢業(yè)要求1.2、2.1）

目標3.培養(yǎng)學生認真嚴謹?shù)木瘢约扒笳鎰諏嵉目茖W態(tài)度及創(chuàng)新意識和。（支撐畢業(yè)

要求8.2）。

四、教學課時安排

學時分配

學時完成果程

主題教學內(nèi)容總學時

講課實驗/實踐教學目標

流體的力學性質(zhì)；作用在流體上

1.緒論22目標1

的力；流體力學模型。

流體靜壓強及其特性；平衡微分

目標1

2.流體靜力方程；流體靜力學基本方程；靜

44目標2

學水壓強的計算和測量；作用在平

目標3

面和曲面上的靜水總壓。

描述流體運動的兩種方法；歐拉目標1

3.流體運動

法的幾個概念：恒定總流連續(xù)性22FI標2

學

方程。目標3

恒定元流能量方程；漸變流過流目標1

4.流體動力

斷面的壓強分布規(guī)律；恒定總流422目標2

學基礎

能量方程；恒定總流動量方程。目標3

雷諾實驗---兩種流動狀態(tài)；均

目標1

5.流動阻力勻流基本方程；圓管層流：紊流

422目標2

和能量損失特征；沿程阻力系數(shù)人的變化規(guī)

目標3

律；局部水頭損失。

6.孔口、管嘴孔口、管嘴出流；短管和長管的目標1

出流和有壓水力計算；串、并聯(lián)有壓管路及44目標2

管流計算。目標3

明渠均勻流及水力計算；水力斷目標1

7.明渠流動面，無壓圓管均勻流的水力計22目標2

算；緩流與急流；水跌和水躍。目標3

目標1

土壤的水力特性；滲流達西定

8.滲流22目標2

律；裘布衣公式；單井滲流計算。

目標3

合計24204

實驗項目及學時安排

實驗實驗實驗每組

序號實驗項目名稱備注

學時類型要求人數(shù)

1能量方程驗證實驗2驗證性必做5

2沿程阻力系數(shù)測定實驗2綜合性必做5

五、教學內(nèi)容及教學設計

主題1緒論

1.教學內(nèi)容

流體的力學性質(zhì)（慣性、粘滯性、壓縮性和熱脹性及表面張力特性），作用在流體上的

力（質(zhì)量力和表面力），流體力學模型。

2.教學

作用在流體上的力，流體的力學性質(zhì)，牛頓內(nèi)摩擦定律，連續(xù)介質(zhì)和理想流體的概念。

3.教學難點

質(zhì)量力與表面力的理解，連續(xù)介質(zhì)。

4.教學方案設計

采用多媒體案例式教學，以實際工程現(xiàn)象為例，講解流體的基本概念及在工程建設中的

重要作用，使學生流體力學的的基本概念，激發(fā)學生學習本課程的熱情和主觀能動性。

主題2流體靜力學

1.教學內(nèi)容

流體靜壓強及其特性，平衡微分方程，流體靜力學基本方程，靜水壓強的計算和測量,

作用在平面和曲面上的靜水總壓。

2.教學

靜止流體的壓強計算，作用在平面和曲面上的靜水總壓。

3.教學難點

作用在平面和曲面上的靜水總壓。

4.教學方案設計

本節(jié)是課程的重要知識點。采用案例式和啟發(fā)式教學，以實際工程中平面閘門和圓弧閘

門的應用為案例，推導流體靜力學基本方程，啟發(fā)學生分析閘門的受力，應用靜力學平衡原

理，進而求解平面閘門和圓弧閘門所受合力、作用點及作用方向，作為閘門設計的依據(jù)。教

學過程中，注重理論和實際工程的結合，培養(yǎng)學生養(yǎng)成認真負責的作風，形成誠實守信的價

值理念。

課后要求學生進行復習，完成課后作業(yè)，并通過等進行難點答疑。

主題3流體運動學

1.教學內(nèi)容

描述流體運動的兩種方法，歐拉法的幾個概念，恒定總流連續(xù)性方程。

2.教學

恒定總流連續(xù)性方程。

3.教學難點

連續(xù)性方程。

4.教學方案設計

本節(jié)是課程的重要知識點，內(nèi)容是流體力學三大方程之一的連續(xù)性方程。采用案例式教

學，從質(zhì)量守恒定律出發(fā)，推導出流體的連續(xù)性方程，再結合工程實際渠道和管道流動，分

析計算流量和流速，深入淺出，達到解決工程問題的目的，使學生直觀掌握有關知識點。

課后布置有關作業(yè)，并通過等進行難點答疑。

主題4流體動力學

L教學內(nèi)容

恒定元流伯努利能量方程，漸變流過流斷面的壓強分布規(guī)律，恒定總流能量方程，恒定

總流動量方程。

2.教學

恒定元流伯努利能量方程，漸變流過流斷面的壓強分布規(guī)律，恒定總流能量方程，恒定

總流動軟方程。

3.教學難點

能量方程、動量方程的應用。

4.教學方案設計

本節(jié)是課程的重要知識點，內(nèi)容是流體力學三大方程之能量方程和動量方程。采用案例

式和啟發(fā)式教學，先提出工程實際應用需要解決的問題，然后從牛頓定理出發(fā)，推導出粘性

流體的納維―斯托克斯方程，導出實際流體的能量方程。從動量定理出發(fā)推導出總流的動量

方程。結合求解實際管道在轉彎處受到的流體作用力，闡述能量方程和動量方程在工程中的

應用。

課后布置有關作業(yè)，并通過等進行難點答疑。

主題5流動阻力與能量損失

1.教學內(nèi)容

流動阻力與水頭損失的分類，雷諾實驗一一兩種流動狀態(tài)，均勻流基本方程，圓管層流,

紊流特征，沿程阻力系數(shù)'的變化規(guī)律及影響因素，局部水頭損失。

2.教學

紊流流動的特點，管珞中水頭損失的計算。

3.教學難點

沿程阻力系數(shù)X的變化規(guī)律及影響因素。

4.教學方案設計

采用案例式和啟發(fā)式教學，本章解決能量方程中能量損失的計算問題。通過播放雷諾實

驗，形象展示流體層流和紊流兩種流動狀態(tài)，講授沿程損失系數(shù)的影響因索及計算方法；通

過分析局部外邊界變化引起的局部流場變化，講授局部/員失系數(shù)的計算。

課后布置有關作業(yè)，并通過等進行難點答疑。

主題6孔口、管嘴出流及有壓管流

1.教學內(nèi)容

孔口、管嘴出流，短管和長管的水力計算，串、并聯(lián)有壓管路及計算。

2.教學

孔口和管嘴出流的流量計算，管嘴出流的水流特征，短管與長管的水力計算。

3.教學難點

短管的水力計算。

4.教學方案設計

本節(jié)內(nèi)容為3種流體力學工程應用。采用案例式教學，以求解實際蓄水池放水問題，來

講解孔口、孔嘴出流的計算及工程應用：通過提水泵站工程問題的求解，講授短管的水力計

算方法；通過城市自來水供水管道問題，說明串、并聯(lián)管路的解題思路。。

課后布置有關作業(yè)，并通過等進行難點答疑。

主題7明渠流動

1.教學內(nèi)容

渠道及底坡的分類，明渠均勻流及其水力計算，水力斷面及允許流速，無壓圓管均勻流

的水力計算，明渠流的運動型態(tài)及其判別準則，水跌和水躍。

2.教學

渠道及底坡的分類，明渠均勻流及其計算，無壓圓管均勻流的水力計算。

3.教學難點

無壓圓管均勻流的水力計算。

4.教學方案設“

采用案例式教學，通過陸渾灌區(qū)東一干渠不同n值、底坡和斷面輸水流量的計算，講述

明渠均勻流的解題方法和影響因素；以場地污水管道輸水量計算，講解用圖表法計算管道輸

水流量。

課后布置有關作業(yè)，并通過等進行難點答疑。

主題8滲流

1.教學內(nèi)容

土壤的水力特性，滲流達西定律滲入系數(shù)，裘布衣公式，單井滲流計算。

2.教學

滲流達西定律滲入系數(shù)，單井滲流計算。

3.教學難點

單井滲流計算。

4.教學方案設計

采用案例式教學，先講解滲流達西定律，通過講授單井的出水量計算，進一步解釋求皮

衣公式的工程應用，結合學生分組討論，使學生掌握滲流的有關知識。

課后通過等進行難點答疑。

六、學生成績評定

學生成績評定樣表

平時成績

考核階段期天

出勤作業(yè)課堂表現(xiàn)