课程类别：专业教育课程                    课程名称：工程流体力学

开课单位：机械工程学院                    课程代码：B02020502 

总 学 时：32                              学    分：2  

适用专业：过程装备与控制工程           

先修课程：高等数学、大学物理、工程力学

一、课程在教学计划中地位和作用

《工程流体力学》是过程装备与控制工程专业的一门重要的专业教育课程，是一门必修课程。

本课程的作用就是要通过各个教学环节，使学生掌握流体力学静力学、运动学和动力学的基本概念、基本原理及应用、掌握工程流体力学有关的计算方法和技能，具备应用工程流体力学知识对实际问题进行分析和计算的能力，从而为分析研究流体的流动规律及其相关传递过程，以及设计开发新型高效的过程装备奠定必备的基础，也为后续专业课的学习打下良好的基础。

二、课程目标

通过本课程的理论教学使学生具备下列能力：

1．能够应用工程流体力学的基本知识和基本原理，建立流体运动和传递过程的数学模型，并正确求解。

2．能够运用流体力学的质量守恒，动量守恒和能量守恒原理，为过程装备的流体流动，提供设计方案，并具有解决工程实际问题能力。

3．能够运用流体重力场和非惯性坐标系中静止流体中的压力分布规律与物体受力，具备流体流动过程及其设备设计及分析应用能力。

4. 能够运用管内流动的分析方法解决流体输送管的设计计算及分析问题。

三、课程内容及基本要求

绪论

本章教学要求：了解基本概念:流体运动与流体力学、流体力学与科学、流体力学与工程技术；

了解流体力学的研究方法。

1．流体力学概述；

2．流体力学的研究内容与方法。

第一章 流体的力学性质

本章教学要求：了解流体及其连续介质概念； 掌握流体的压缩性和黏性、牛顿内摩擦定律及其应用。

1．流体的连续介质模型；

2. 流体的力学特性；

3.牛顿流体和非牛顿流体。

本章重点：流体的粘性的概念、牛顿内摩擦定律。

本章难点：流体的粘滞力的计算及其应用。

第二章 流体运动学基本概念

本章教学要求：了解描述流体运动的两种方法：拉格朗日法和欧拉法；掌握描述流体流动的一些基本概念，如定常流动与非定常流动、流线与迹线、流管、有旋流动和无旋流动等，掌握流线方程和迹线的建立。

1．流场及流动分类；

2．描述流体运动的两种方法；

3．流线与迹线；

4．流体的运动与变形。

本章重点：流体流线和迹线的概念及流线和迹线方程。

本章难点：欧拉法的概念。

第三章 流体静力学

本章教学要求：理解和掌握静止流体的质量力和表面力及其性质，了解流体静力学微分方程式过程，理解其物理意义，掌握静止流场基本特性，掌握重力场和非惯性坐标系中静止流体中的压力分布与物体受力，并能熟练应用于求解工程实际问题。

1．作用在流体上的力；

2．流体静力学基本方程；

3．重力场中的静止液体；

4．非惯性坐标系中静止流体。

本章重点：流体静力学微分方程式，重力场和非惯性坐标系中静止流体中的压力分布与物体受力。

本章难点：非惯性坐标系中静止流体中的压力分布与物体受力。

第四章 流体流动基本原理

本章教学要求：理解和掌握系统和控制体的概念的区别及联系，掌握控制体系统的质量守恒方程、动量守恒方程、动量矩方程，了解能量守恒方程及其应用，掌握伯努利方程及其应用。

1．系统和控制体；

2．质量守恒方程

3．动量守恒方程、动量矩方程；

4．能量守恒方程；

5．方程综合应用分析。

本章重点：控制体系统的质量守恒方程、动量守恒方程、能量守恒方程方程的建立及应用。

本章难点：守恒方程综合应用。

第五章 不可压缩流体的一维层流流动

本章教学要求：了解流体流动常见的边界条件，掌握建立流动微分方程的基本方法；掌握狭缝流动的分析方法，包括狭缝流动的微分方程、切应力与速度分布及水平狭缝压差流动阻力的计算等；掌握管内流动的分析方法，包括管内定常层流分析方法及管流阻力系数的计算。

1．概述；

2．狭缝流动的分析；

3．管内流动分析。

本章重点：建立流动微分方程的基本方法及管内流动的分析方法。

本章难点：管流阻力系数的计算。

第六章 流体力学的实验研究方法

本章教学要求：理解相似的概念、相似准则和对实验的指导意义；掌握量纲分析方法及其初步运用，了解模型实验方法及内容。

1．流动的相似原理；

2．相似准则及其分析方法。

本章重点：相似准则及相似准则数。

本章难点：相似准则数。

第七章 管内流体流动

本章教学要求：了解雷诺实验过程及层流、紊流的流态特点，熟练掌握流态判别标准；掌握圆管层流基本规律；理解流动阻力的两种形式，掌握管路沿程损失和局部损失的计算。

1．层流与湍流；

2．圆管内流动的阻力损失。

本章重点：雷诺实验及流体流态判别标准，圆管层流基本规律。

本章难点：管路沿程损失和局部损失的计算。

四、学时分配

五、课程目标达成评价的途径和措施

1．考核目标

通过本课程的学习，重点考核学生掌握工程流体静力学、运动学、动力学的基本概念的情况，考核其运用质量守恒方程、动量守恒方程、动量矩方程以及能量守恒等原理进行有关的工程计算，应用工程流体力学知识对实际问题进行分析和计算的能力。

2．考核方式：通过课堂练习与测验情况、作业情况、期末考试共3个考核环节来实现，所对应权重见表5.1所示。

3．考核方式及对课程目标达成、评价比例如表5.2所示。

4. 计分办法：百分制分数，满分为100分。

六、主要参考书

1. 黄卫星等编. 工程流体力学（第2版）[M]，北京：化学工业出版社，2008

2. 孙文策等编. 工程流体力学 [M]，大连：大连理工大学工业出版社，2012

3. 赵存友等编. 工程流体力学 [M]，哈尔滨：哈尔滨工业出版社，2010