《流體力學》教學實施方案

2007年10月1日姜帆

依據(jù)電大土木工程本科培育目標和教化部面對21世紀工程類課程教學內(nèi)容改革的有

關要求，搞好流體力學課程教學與管理工作，保證教學質(zhì)量，特制定本實施細則。

一、課程概況

本課程的主要任務是使學生駕馭流體（主要為水流）運動的一般規(guī)律和有關的基本概

念、基本原理、基本方法和確定的試驗技能，留意培育學生發(fā)覺和解決問題的實力，為學習

專業(yè)課程、從事專業(yè)技術工作或進行科學探討打下基礎。

二、課程教學說明

本課程5學分，理論學時為72學時。

三、教學內(nèi)容

（一）緒論

1、流體力學的任務及探討對象

2、流體的主要物理力學性質(zhì)：易流淌性，慣性，粘滯性，壓縮性和膨脹性，表面張力

特性

3、作用在流體上的力：質(zhì)量力，表面力

4、流體的力學模型與探討方法

（二）流體靜力學

1、流體靜壓強及其特性

靜壓強的定義，郭壓強的特性

2、流體的平衡微分方程及其枳分

流體的平衡微分方程-歐拉平衡微分方程，流體的平衡微分方程的積分，等壓面及

其特性。

3、流體靜壓強分布規(guī)律及壓強的量測

流體靜壓強公式，壓強的計算基準和表示方法，靜壓強分布圖，壓強的各種量測

儀器和方法。

4、作用于平面的液體總壓力

圖解法，解析法，

5、作用于曲面的液體總壓力

水平分力，鉛垂分力，總壓力

（三）流體運動學

1、流淌描述

描述流體運動的兩種方法，跡線與流線，質(zhì)點速度、加速度。

2、描述流體運動的一些基本概念

恒定流與非恒定流，流管、總流、流量、斷面平均流速，一元流、二元流、三元流,

勻整流與非勻整流、漸變流與急變流。

3、流體運動的連續(xù)性方程

流體運動的連續(xù)性方程；連續(xù)性方程的應用：由一斷面的平均速度求另一斷面的平均

速度：檢驗給定流淌是否滿足連續(xù)性方程。

4、流體微團運動分析

流體微團運動的基本形式：平移、線變形、角變形、旋轉(zhuǎn)的概念及其相應表達式，旋

流與有旋流：基本概念、無旋流滿足的條件。

5、平面勢流

速度勢函數(shù)及其性質(zhì)，流函數(shù)及其性質(zhì)，流函數(shù)與速度勢函數(shù)的關系，幾種簡潔的平

面勢流。

（四）流體動力學基礎

1、志向流體運動微分方程

志向流體動壓強的特性，Euler運動微分方程

2、實際流體運動微分方程

實際流體質(zhì)點應力分析，實際流體運動基本微分方程（切應力表示），納維-斯托克斯

（Navier-Stokes）方程。

3、志向流體及實際流體恒定元流的能量方程（Bernoulli方程）

志向流體恒定元流的能量方程，實際流體恒定元流的能量方程，說明能量方程中各項

意義，能量方程應用。

4、實際流體恒定總流的能量方程

實際流體恒定總流的能量方程推導：對元流能量方程在總流斷面上積分，實際流體恒

定總流的能量方程的應用，應用條件、有能量輸入輸出、應用、總水頭線和測壓管水

頭線。

（五）流淌阻力和能量損失

1、兩種流態(tài)和判別標準：雷諾試驗和兩種流態(tài)，流態(tài)判別標準。

2、流淌阻力與能量損失的關系：沿程阻力和沿程損失，局部阻力和局部損失。

3、層流運動：層流運動的流速分布，層流的沿程損失。

4、紊流運動：紊流運動的分析方法，紊流阻力，紊流速度分布。

5、紊流沿程阻力系數(shù)：紊流沿程阻力系數(shù)的計算公式。

6、局部阻力：突然放大處的局部損失，局部阻力系數(shù)和減阻措施簡介。

(六)孔口、管嘴和有壓管流

1、孔口出流：孔口的基本概念，孔口自由出流，非全部收縮與全部收縮，完善收縮與不

完善收縮孔口沉沒出流。

2、管嘴出流：圓柱形外管嘴出流，其它類型管嘴出流簡介。

3、短管的水力計算：短管自由出流，短管沉沒出流，實際工程問題中的短管計算，虹吸

管、水泵水力。

4、長管的水力計算：簡潔長管的水力計算，串聯(lián)管路，并聯(lián)管路。

5、管網(wǎng)計算基礎：枝狀管網(wǎng)，環(huán)狀管網(wǎng)。

6、有壓管流中的非恒定流：水擊現(xiàn)象，干脆水擊和間接水擊。

(七)明渠恒定流

1、明渠的分類

棱柱型渠道與非棱欄型渠道，順坡、平坡和逆坡渠道。

2、恒定勻整流特征

恒定勻整流水力特征，恒定勻整流產(chǎn)生條件。

3、恒定勻整流基本公式

謝才(AntoineChezy)公式，曼寧(RobertManning)公式，巴甫洛夫斯基(H.H.HaB

JI0BCKHW)公式。

4、明渠水力最優(yōu)斷面和允許流速

水力最優(yōu)斷面，渠道的允許流速。

5、恒定勻整流水力計算基本問題

驗算渠道的輸水實力，確定渠道底坡，確定渠道斷面尺寸。

6、無壓圓管勻整流的水力計算。

無壓圓管的水力要素，無壓圓管勻整流水流特征，無壓圓管勻整流的水力計算問題。

7、恒定非勻整流產(chǎn)生條件及其特征

恒定非勻整流產(chǎn)生條件，恒定非勻整流水流特征。

8、明渠非勻整流的若干概念

急流、緩流、臨界流及其判別標準，斷面比能，臨界水深。

9、水躍

水躍現(xiàn)象，水躍的基本方程，水躍函數(shù)圖示，共加水深的計算，水躍的能量損失與長

度的計算。

1（）、明渠恒定非勻整漸變流的水面曲線

明渠恒定非勻整漸變流的基本微分方程，棱柱型渠道中恒定非勻整漸變流水面曲線定

性分析，明渠恒定非勻整流漸變流水面曲線計算（分段求和法）。

（八）堰流

1、堰流的定義及其分類

2、堰流的基本公式

堰流的基本公式的建立，堰流量系數(shù)及其影響因素。

3、薄壁堰

三角堰、矩形堰、梯形堰流量公式

4、寬頂堰

自由式無側(cè)收縮寬頂堰，沉沒式無側(cè)收縮寬頂堰，側(cè)收縮寬頂堰

5、小橋孔徑的水力計算

小橋孔徑水力計算公式，小橋孔徑水力計算原則

（九）滲流

1、滲流基本定律

滲流模型,達西滲流定律,滲流系數(shù).

2、地下水的勻整流和豐勻整漸變流

杜比（J.Dupuit）公式，漸變滲流基本微分方程，漸變滲流浸潤線。

3、集水廊道和井

集水廊道，潛水井（無壓井），大口井，自流井（承壓井），應用勢流疊加原理，計

算降低基坑中的地下水位。

（+）量綱分析和相像原理

1、量綱分析：量綱和諧原理，定理

2、相像原理：幾何相像，運動相像，動力相像

3、相像準則：重力相像準則，粘性力相像準則，壓力相像準則

4、相像原理的應用

四、教學媒體

網(wǎng)上資源：中心電大、省電大網(wǎng)上本課程欄目發(fā)布有關教學輔導內(nèi)容本課程的媒體建議

選用文字教材、錄像教材等。其中文字教材是課程的基本媒體，不但包含全部教學內(nèi)容，而

且包含教學要求、其他媒體使方法及必要的教學信息等內(nèi)容，是學生學習的核心教材。錄像

教材是強化媒體，主要是分層次講授課程的重點、難點以及分析問題的方法與思路，是對文

字教材某些內(nèi)容的強化與補充。

五、教學過程

本課程的教學將接受多種媒體、多種方式進行，使學生通過完整的學習過程和多種方法

獲得學問和技能。

（1）電視課與錄音課

電視課與錄音課是本課程的重要教學環(huán)節(jié)，是學生獲得課程學問的主要教學方式之一。

各單位應盡量多組織學生收看電視課，要求學生在收看電視課之前，能剛好收聽錄音課，以

保證學生有重點地學習，校系統(tǒng)地駕馭本課程的內(nèi)容。

（2）教學輔導

面授輔導（包括習題課）是重要教學方式之一，由于電大是遠距離教化，面授輔導是學生

接觸老師、獲得疑難解答的重要途徑。面授輔導課要服務于電視課，要緊密協(xié)作電視課和教

材，依據(jù)教學大綱進行輔導講解。要留意運用啟發(fā)式，接受講解、探討、答疑等方式，通過

解題思路分析和基本方法訓練，培育學生基本運算的實力和分析問題、解決問題的實力。

（3）自學

自學是學生獲得學問的另一種重要方式，自學實力的培育也是高校教化的目的之一。

無論電視課.壞是輔導課，都要留意對學生自學實力的培育.學生自己更應重視自學和自學

實力的培育。文字教材是學生自學的主要媒體，本課程網(wǎng)上教學資源比較豐富，通過上網(wǎng)學

習可以提高對學問的駕馭程度。學生要通過導學老師供應的導學提綱進行自學。

六、考核

1、本課程的考核由形成性考核和終結(jié)性考核成兩部分組成，形成性考核

成果占課程總成果的30%,終結(jié)性考核成果占課程總成果的70%。形成性考核由平常作業(yè)

考核和學習過程考核兩部分構成，平常作業(yè)考核成果和學習過程考核成果各占形成性考核成

果的50%,其中學習過程考核按現(xiàn)實課堂和虛擬網(wǎng)絡課堂兩項考核，現(xiàn)實課堂考核成果占

60%,虛擬網(wǎng)絡課堂考核成果占4。％。

現(xiàn)實課堂（60%）虛擬網(wǎng)絡課堂＜40%）

面授輔導小組學習網(wǎng)上閱讀網(wǎng)上探討網(wǎng)上自測

80%20%70%10%20%

2、平常作業(yè)

(1)平常作業(yè)布置

獨立完成作業(yè)是學好本課程的重要手段。作業(yè)題目應依據(jù)教學基本要求精選，份量要適

度，由易到難。由于教學時數(shù)所限，本課程的理論推證較多，因此必需通過做練習題來加深

對概念的理解和駕馭，熟悉各種公式的運用，從而達到消化、駕馭所學學問的目的。

(2)平常作業(yè)評分標準

學生必需按規(guī)定時間交作業(yè)，看法細致，字跡工整，抄寫題目，解答題有解答過程。每

次作業(yè)成果按百分制計算，具體評分標準如下：

完成全部作業(yè)內(nèi)容，得分80?100；

未完成全部作業(yè)內(nèi)容，但完成全部作業(yè)內(nèi)容的60%以上，得分60?79；

未完成全部作業(yè)內(nèi)容，但完成部分占全部作業(yè)內(nèi)容的60%以下，得分。?59；

抄襲作業(yè)按0分計算；

不按時交作業(yè)按0