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工程流体力学(1)

工程流体力学(2)


 
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《工程流体力学(1)》课程教学大纲

课程编号:031203

2学分    32学时

一、课程的性质、目的及任务
    本课程是热能与动力工程、机械工程及自动化、测控技术与仪器专业的专业大类课。本课程的目的是培养学生分析和解决实际流动问题的能力,任务是使学生获得工程流体力学的基本理论和技术方法。

二、适用专业:热能与动力工程、机械工程及自动化、测控技术与仪器

三、先修课程:高等数学、大学物理、理论力学

四、课程的基本要求
    本课程要求有课堂讲授和实验环节。通过本课程的学习,应使学生掌握静力学的基本方程及其应用,熟悉流体的相对平衡;掌握静止液体对各种壁面作用力的计算方法;理解流体运动的各种基本概念,能应用动量方程和伯努利方程解决有关实际问题;掌握一般阻力计算方法,能够进行各种管路计算;了解流动相似的概念和量纲分析方法;掌握流体实验的基本方法和技能。

五、课程的教学内容
(一)课堂讲授内容
1、流体的定义与物理性质
    流体的定义、特性和性质,连续介质假说,流体的压缩性、膨胀性和粘性。
2、流体静力学
    作用在流体上的力,静压力及其特性、平衡微分方程式、静压力基本方程、各种压强的概念及换算,液体的相对平衡,静止液体对固体壁面的作用力。
3、流体动力学基础
  拉格朗日法与欧拉法, 流线与迹线, 连续方程,理想流体运动微分方程,N-S方程,理想流体伯努利方程,总流伯努利方程及其应用,动量方程及其应用。
4、粘性流动与阻力
    流动阻力的分类,粘性流体的两种流态,圆管中的层流流动,缝隙流,圆管中的紊流流动,不可压流体绕流物体及阻力。
5、能量损失及管路计算
    沿程阻力系数和局部阻力系数,能量损失的叠加,管路计算。
6、相似理论与量纲分析
    相似的概念,相似准则,相似条件,模型试验,量纲分析法。
(二)实验教学内容


序号

项 目

目 的 要 求

学时

1

流体力学演示

观察各种流动的流线流谱,绕流分离,旋涡形态

2

2

流体静力学实验

掌握流体静压强的测量技能;验证流体静力学基本方程

2

3

雷诺实验

观测层流、紊流及其转换特征;测定临界雷诺数

2

4

伯努利方程实验

验证伯努利方程;掌握流速、流量的实验测量技能

2

  注:实验1和2任选一个;实验3和4任选一个。

六、建议学时分配表


内       容

讲 课

上机

实验

小 计

(一)流体的定义与物理性质

2

 

 

2

(二)流体静力学

6

 

2

8

(三)流动动力学基础

8

 

 

8

(四)粘性流动与阻力

6

 

2

8

(五)能量损失及管路计算

4

 

 

4

(六)相似原理和量纲分析

2

 

 

2

合       计

28

 

4

32

七、主要参考书
[1]张景松,流体力学,中国矿业大学出版社,2004年
[2]郭楚文等,工程流体力学,中国矿业大学出版社,2004年
[3]John A. Roberson, Engineering Fluid Mechanics, John Wiley & Sons, Inc, 1995
[4]E. Finnemore, Fluid Mechanics with Engineering Applications, McGraw-Hill Companies, Inc, 2002
[5]周光坰等,流体力学(上下册),高等教育出版社,2000?
[6]李玉柱,苑明顺编,流体力学,高等教育出版社,1998

八、考核方式
    以平时作业、实验和笔试方式评定学生成绩,平时作业成绩占20%,实验占10%,期末考试成绩占70%。

九、说明
    在教学过程中,应注意培养分析问题和解决问题的能力,为促使学生对所学知识的理解、消化和吸收,除保证有一定数量和难度的习题和思考题外,必要时可进行习题或问题讨论。

 

 

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《工程流体力学(2)》课程教学大纲
   

课程编号:032110

2学分 32学时

一、课程的性质、目的及任务
    本课程是热能与动力工程专业的专业主干课。本课程的目的是培养学生分析和解决实际流动问题的能力,任务是使学生获得工程流体力学的基本理论和技术方法。

二、适用专业:热能与动力工程


三、先修课程:工程流体力学(1)

四、课程的基本要求
    通过本课程的学习,应使学生进一步掌握流体动力学基本理论,掌握能量方程、动量方程和动量矩方程的物理意义及应用,熟悉流体有旋和无旋流动;掌握简单势流及其叠加;会进行势函数、流函数及速度场间的转换;理解边界层的概念,熟悉边界层动量积分方程及层流边界层的近似计算;熟悉常见气体射流及计算方法;熟悉多孔介质渗流及计算方法;熟悉气体流动的基本概念,掌握一元等熵流基本方程和喷管的计算方法。

五、课程的教学内容
1、流体动力学
    雷诺输运方程,连续性方程,动量方程、动量矩方程和能量方程,流体力学基本方程的应用。
2、流体的有旋流动
    流体微团运动分析,涡旋流动的基本概念,卡门涡街。
3、理想不可压流体的无旋流
    理想流体运动方程的欧拉积分和伯努利积分,速度势函数和流函数,平面势流及其迭加,平行流的圆柱绕流,三孔圆柱形探针。
4、边界层理论初步
    边界层的基本概念,层流边界微分方程,动量积分方程,边界层厚度的定义,平板边界层的近似计算,边界层的分离。
5、气体射流
    自由淹没射流的基本特征,圆射流和平面射流,温差射流。
6、多孔介质渗流
    多孔介质的概念,达西定理,渗流基本方程和计算。
7、气体动力学初步
    一元等熵流基本方程,微弱扰动及其传播,声速与马赫数,气流的特定状态,激波,喷管流动和计算。

六、建议学时分配表


内       容

讲 课

上机

实验

小 计

(一)流体动力学

6

 

 

6

(二)流体的有旋流动

4

 

 

4

(三)理想不可压流体的无旋流动

6

 

 

6

(四)边界层理论初步

4

 

 

4

(五)气体射流

6

 

 

6

(六)多孔介质渗流

2

 

 

2

(七)气体动力学初步

4

 

 

4

合       计

32

 

 

32

七、主要参考书
[1]郭楚文等,工程流体力学,中国矿业大学出版社,2004年
[2]John A. Roberson, Engineering Fluid Mechanics, John Wiley & Sons, Inc, 1995
[3]E. Finnemore, Fluid Mechanics with Engineering Applications, McGraw-Hill Companies, Inc, 2002
[4]周光坰等,流体力学(上下册),高等教育出版社,2000?
[5]李玉柱,苑明顺编,流体力学,高等教育出版社,1998

八、考核方式
  以平时作业和笔试方式评定学生成绩,平时作业成绩占20%,期末考试成绩占80%。

九、说明
  在教学过程中,应注意培养分析问题和解决问题的能力,也可灵活穿插学生感兴趣的内容进行讨论。选修本课程的学生还必须同时选修流体工程综合实验(16学时)。

 

 

  
 
   
  
 
 
  
 

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