流體力學教學大綱課程中文名稱：流體力學課程英文名稱：FluidMechanics課程編號：A1352學分：2.0學時：32（其中：講課學時：26實驗學時：6實踐學時：0）先修課程：高等數學、大學物理、理論力學等適用專業：土木工程課程類別：專業核心課程使用教材：四川大學水力學與山區河流開發保護國家重點實驗室水力學（第五版）（上冊）[M],北京:高等教育出版社,2016.開課單位：水利與環境學院一、課程性質流體力學是土木工程專業的一門重要的專業基礎課。其任務是使學生掌握流體力學的基本概念、基本理論、基本計算方法，并掌握一定的基本實驗技能。通過本課程的學習，使學生具有分析和解決流體流動問題的能力，并為學習有關后續課程、從事工程技術工作和進行科學研究打下必要的基礎。二、課程目標課程總體目標：通過本課程的學習使學生掌握流體力學在土木工程中的一些具體應用，并掌握一定的基本實驗技能。課程目標1：掌握流體力學中的一些基本概念與物理意義；課程目標2：掌握對流體力學基本分析方法，并具有應用所學流體力學知識理解土木工程相關問題的能力；課程目標3：具有獨立應用流體力學基本概念、基本理論與基本方程分析和求解從土木工程中實際簡化出來的流體力學問題的能力；課程目標4：具有一定的基本實驗技能。課程目標對畢業要求的支撐關系課程目標支撐畢業要求畢業要求指標點支撐畢業要求指標點權重課程目標1：掌握流體力學中的一些基本概念與物理意義；畢業要求2問題分析：畢業生能夠應用數學、自然科學和工程科學的基本原理對土木工程中的各類復雜問題進行深入分析，并通過查閱文獻進行對比研究，從而獲得與研究目的有關的結論與資料，進一步做出正確的分析方法與技術路線。2.2能夠從土木工程問題中提取力學模型，進行研究和分析，獲得有效結論0.15課程目標2：掌握對流體力學基本分析方法，并具有應用所學流體力學知識理解土木工程相關問題的能力；課程目標3：具有獨立應用流體力學基本概念、基本理論與基本方程分析和求解從土木工程中實際簡化出來的流體力學問題的能力；課程目標4：具有一定的基本實驗技能。三、教學內容及要求第1章緒論本章教學內容：流體力學的研究對象、研究方法、研究內容及假定；流體主要物理性質，作用在流體上的力。本章重點和難點:重點：流體的主要物理性質難點：液體粘性產生原因及作用考核要點：液體的主要物理性質（粘滯性）、連續介質假定、理想液體的定義以及作用在流體上的力。教學方法：常規教學方法及多媒體作業安排：課后習題1.2，1.4第2章水靜力學本章教學內容:靜水壓強的特性，液體平衡微分方程，靜水壓強的基本規律，壓強的表示方法及計量方式，作用在平面以及曲面上的靜水壓力。本章重點及難點：重點：靜水壓強的特性，液體平衡微分方程以及水靜力學的基本方程，平面及曲面上的靜水總壓力。難點：作用在平面、曲面上的靜水總壓力。考核要點：靜水壓強的特性，圖解法求解矩形平面壁的靜水總壓力，解析法求解任意形狀平面壁的靜水總壓力，二向曲面上的靜水總壓力，以及靜水壓強分布圖和壓力體圖。教學方法：常規教學方法、多媒體并輔以相關實驗作業安排：課后習題2.1、2.5、2.6、2.7、2.8、2.10、2.11第3章液體運動的流束理論本章教學內容:描述液體運動的兩種方法，液體運動中的相關概念，以及恒定總流的三大方程。本章重點及難點：重點：恒定總流的連續性方程、能量方程、動量方程。難點：恒定總流的能量方程、動量方程。考核要點：描述液體運動的兩種方法（拉格朗日法和歐拉法），液體運動中的相關概念（恒定流與非恒定流，流線與跡線，微小流束與總流，一元流、二元流和三元流，以及均勻流與非均勻流），恒定總流的連續性方程、能量方程、動量方程，以及上述三大方程的應用條件。教學方法：常規教學方法、多媒體并輔以相關實驗。作業安排：課后習題3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.10、3.12第4章流動阻力及水頭損失（6學時）本章教學內容:產生水頭損失的原因，層流和湍流的定義、判別方法，湍流運動的基本特征，沿程水頭損失與切應力之間的關系，雷諾試驗、尼古拉茲試驗曲線，以及沿程水頭損失與局部水頭損失的計算方法。本章重點及難點：重點：流動阻力與水頭損失的概念與產生原因，以及實際液體的兩種流動型態層流與湍流的定義及判別（雷諾數），雷諾試驗、尼古拉茲試驗曲線難點：水頭損失的原因以及層流、湍流的定義及其判別方法。考核要點：水頭損失的類型、與阻力的關系以及相關的計算方法，實際液體的兩種流動型態層流與湍流的定義及判別，不同流動型態下沿程阻力系數的變化規律。教學方法：常規教學方法、多媒體并輔以相關實驗。作業安排：課后習題4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.7、4.8四、學時分配及對課程目標的支撐章節教學內容支撐的課程目標學時分配講課實驗實踐一1.1水力學的任務、研究對象課程目標10.251.2水力力學發展史課程目標10.251.3液體的主要物理性質課程目標11.51.4連續介質和理想液體的概念課程目標10.51.5作用在流體上的力課程目標10.251.6水力學研究方法課程目標10.25二2.1靜水壓強及其特性學時課程目標112.2液體的平衡微分方程式及其積分課程目標112.3重力作用下靜水壓強的基本公式課程目標112.5作用在平面上的靜水總壓力課程目標1、2、322.6作用在曲面上的靜水總壓力課程目標1、2、32流體靜力學綜合型實驗課程目標42三3.1描述液體質點運動的兩種方法課程目標10.53.2液體運動的一些基本概念課程目標11.53.3恒定總流連續性方程課程目標1、2、31.03.4恒定總流能量方程課程目標1、2、343.5恒定總流動量方程課程目標1、2、33PLC觸摸屏測控型文丘里綜合實驗課程目標42四4.1水頭損失的物理概念及分類課程目標10.54.2液流邊界幾何條件對水頭損失的影響課程目標10.54.3均勻流沿程水頭損失與切應力的關系課程目標1、214.4實際液體的兩種流動狀態課程目標10.54.5圓管中的層流運動課程目標1、20.54.6湍流的特征課程目標114.7沿程阻力系數的變化規律課程目標1、214.8計算沿程水頭損失的經驗公式課程目標1、2、30.54.9局部損失課程目標1、2、30.5PLC觸摸屏測控型沿程阻力實驗課程目標42PLC觸摸屏測控型局部阻力綜合實驗課程目標42PLC觸摸屏測控型雷諾實驗課程目標42合計266注：實驗必做3個，其他自選。五、考核方式及成績評定標準1.課程考核方式：本課程通過多方面綜合考核，考核成績由期末考試成績、平時成績和實驗成績組成。平時成績由課堂表現、課后作業、線上考試等組成。期末考試為閉卷考試。2.課程成績評定標準考核形式分值考核細則平時成績20線上考試成績10課后作業完成情況10課堂討論、課堂回答等情況實驗成績10由實驗室老師綜合評定卷面成績50學生期末閉卷考試的卷面成績六、參考書目[1] FinnemoreE.John,FranziniJosephB.FluidMechanicsWithEngineeringApplications(10edition）[M].McGraw-HillScience,2001.[2]李家星,趙振興.水力學[M].南京:河海大學出版社,2001.[3]李煒,徐孝平.水力學[M].武漢:武漢大學出版社,2000.[4]李玉柱,賀五洲.工程流體力學（上冊）[M].清華大學出版社,2006.[5]莫乃榕,槐