工程流體力學(xué)

一、課程說明

課程編號(hào)：110311X10

課程名稱:工程流體力學(xué)/FluidMechanicswithEngineeringApplication

課程類別：專業(yè)教育課程

學(xué)時(shí)/學(xué)分：40/2.5

先修課程：高等數(shù)學(xué)，理論力學(xué)

適用專業(yè)：交通設(shè)備與控制工程

教材、教學(xué)參考書：

1.E.JohnFinnemore.FkiidMechanicswithEngineeringApplication.MeGraw

Hill.清華大學(xué)出版社.2010；

2..FluidMechanicswithEngineeringApplication.自編講義（用于雙語教學(xué)）；

3.孫文策.工程流體力學(xué).大連理工大學(xué)出版社.2012。

二、課程設(shè)置的目的意義

流體力學(xué)是研究流體特性以及流體靜力學(xué)與動(dòng)力學(xué)的科學(xué)。流體力學(xué)在交通

運(yùn)輸工程領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用，如內(nèi)燃機(jī)的工作、液壓傳動(dòng)、流體潤(rùn)滑、敦?zé)?/p>

冷卻、空氣制動(dòng)，以及車輛外形的空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)都涉及到流體力學(xué)問題，流體

力學(xué)知識(shí)在這些方面的應(yīng)用對(duì)于提高交通設(shè)備的性能與安全性具有重要的意義。

通過學(xué)習(xí)和掌握流體力學(xué)的基本理論、方法與工程應(yīng)用，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)有關(guān)

專業(yè)課程、以及為解決交通運(yùn)輸工程實(shí)際的流體問題打下理論基礎(chǔ)；以流體力學(xué)

知識(shí)為載體，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)流體現(xiàn)象進(jìn)行研究的興趣及其相關(guān)能力。

三、課程的基本要求

知識(shí):掌握流體的主要力學(xué)性質(zhì)、流體靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)的基本概念、

基本理論以及相關(guān)的計(jì)算方法，掌握量綱分析和相似理論，了解粘性流體管內(nèi)流

動(dòng)的基本知識(shí)。

能力：培養(yǎng)學(xué)生利用流體力學(xué)知識(shí)對(duì)流體現(xiàn)象進(jìn)行分析的能力，并利用流體

力學(xué)知識(shí)進(jìn)行流體裝備設(shè)計(jì)的基本技能；培養(yǎng)學(xué)生利用微積分工具表達(dá)流體力學(xué)

規(guī)律的數(shù)學(xué)思維與數(shù)學(xué)建模能力；培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用相似理論與量綱分析建立流體方

程的能力。

素質(zhì)：培養(yǎng)學(xué)生觀察日常生活中的流體現(xiàn)象并進(jìn)行研究的興趣；培養(yǎng)學(xué)生對(duì)

流體力學(xué)國(guó)際前沿研究的興趣；培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行交通設(shè)備相關(guān)流體力學(xué)設(shè)計(jì)的興趣;

增強(qiáng)理論分析需要接受實(shí)踐驗(yàn)證的意識(shí)。

四、教學(xué)內(nèi)容、重點(diǎn)難點(diǎn)及教學(xué)設(shè)計(jì)

總學(xué)時(shí)分配

學(xué)教學(xué)方案設(shè)計(jì)（含教學(xué)方

章節(jié)教學(xué)內(nèi)容講課實(shí)教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)

時(shí)法、教學(xué)手段）

（含研討）踐

講授、多媒體，視頻演示，

第1章緒論440案例教學(xué)。因才教學(xué)模

式。

流體的特連續(xù)介質(zhì)

1.1征及連續(xù)模型的

介質(zhì)模型理解

流體密度

1.2的相關(guān)

概念

流體的壓

1.3縮性和膨

脹性

作用在流

1.4體上的力

流體的牛頓粘性

1.5粘性定律

表面張力

1.6和毛細(xì)

現(xiàn)象

講授、多媒體，視頻演示，

流體靜

第章案例教學(xué)，提問引導(dǎo)。因

2力學(xué)660

才教學(xué)模式。

靜止流體

2.1的壓強(qiáng)

特點(diǎn)

靜止流體

平衡方程

2.2平衡方程

重力場(chǎng)中

2.3靜止流體

內(nèi)部壓強(qiáng)

非慣性坐

2.4標(biāo)系中的

靜止液體

舒止液體對(duì)平板作

2.5對(duì)平板的用力的

作用力計(jì)算

靜止液體對(duì)曲面作

2.6對(duì)曲面的用力的

作用力計(jì)算

2.7浮力

流體靜壓

2.8強(qiáng)的測(cè)量

流體流動(dòng)講授、多媒體，視頻演示，

第3章的基本440案例教學(xué)，提問引導(dǎo)。因

知識(shí)才教學(xué)模式。

流體運(yùn)動(dòng)

3.1的描述

速度全導(dǎo)質(zhì)點(diǎn)導(dǎo)數(shù)

質(zhì)點(diǎn)導(dǎo)數(shù)

3.2求加速度的理解

3.3跡線與跡線方程

總學(xué)時(shí)分配

學(xué)教學(xué)方案設(shè)計(jì)（含教學(xué)方

章節(jié)教學(xué)內(nèi)容講課實(shí)教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)

時(shí)法、教學(xué)手段）

（含研討）踐

流線與流線

方程

流體流動(dòng)

3.4的類型

流管與微

3.5元首

質(zhì)量連續(xù)質(zhì)量連續(xù)

3.6性定律性定律

運(yùn)動(dòng)副的

3.7雷諾潤(rùn)滑

方程

講授、多媒體，視頻演示，

流體的

第4章862案例教學(xué)，提問引導(dǎo)。因

能量

才教學(xué)模式。

能量的

4.1類型

定常理想

流體沿流伯努利

4.2線的能量方程

方程

定常實(shí)際

考慮損失

流體沿流

的能量

4.3線的能量

方程

方程

總流的能總流的能

4.4

量方程量方程

與伯努利

管流的能管流的能

方程的

4.5量方程量方程

區(qū)別

流體流動(dòng)講授、多媒體，視頻演示，

第5章的動(dòng)量4案例教學(xué)，提問引導(dǎo)。因

與力才教學(xué)模式。

方程的

動(dòng)量方程動(dòng)量方程

5.1應(yīng)用

動(dòng)量矩動(dòng)量矩方程的

5.2方程方程應(yīng)用

透平機(jī)械

5.3的基本

方程

相似理論講授、多媒體，視頻演示，

第6章與量綱440案例教學(xué)，提問引導(dǎo)。因

分析才教學(xué)模式。

6.1相似概念

動(dòng)力相似各種相似

6.2

準(zhǔn)則準(zhǔn)則

審綱展綱

6.3分析法一致性

近似的模

6.4

型實(shí)驗(yàn)

講授、多媒體，視頻演示，

粘性流體

第7章2案例教學(xué)，提問引導(dǎo)。因

管內(nèi)流動(dòng)64

才教學(xué)模式。

7.1粘性流體

總學(xué)時(shí)分配

學(xué)教學(xué)方案設(shè)計(jì)（含教學(xué)方

章節(jié)教學(xué)內(nèi)容講課實(shí)教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)

時(shí)法、教學(xué)手段）

（含研討）踐

的應(yīng)力

分析

不可壓縮

粘性流體方程的物

方程

7.2運(yùn)動(dòng)微分NS理意義

方程

粘性流體

7.3的兩種流

動(dòng)狀態(tài)

管內(nèi)流動(dòng)

損失的

的兩種

7.4計(jì)算

損失

7.5層流運(yùn)動(dòng)

7.6湍流運(yùn)動(dòng)

沿程損失

7.7系數(shù)的實(shí)

驗(yàn)研究

局部損失

7.8系數(shù)

講授、多媒體，視頻演示，

計(jì)算流體

第章案例教學(xué)，提問引導(dǎo)。因

8力學(xué)220

才教學(xué)模式。

8.1控制方程

能展控制

8.1.1方程

組分守恒

8.1.2方程

紊流計(jì)算

素流模型

8.1.3模型

有限

8.2體積法

計(jì)算流體

8.3力學(xué)的求

解過程

機(jī)動(dòng)2

注：實(shí)踐包括實(shí)驗(yàn)、上機(jī)等

五、實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容和基本要求

學(xué)

實(shí)驗(yàn)名稱實(shí)驗(yàn)內(nèi)容基本要求備注

時(shí)

學(xué)習(xí)文丘里實(shí)驗(yàn)通過文丘里實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行流量、壓

文丘里實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)室獨(dú)立完

的原理2強(qiáng)的測(cè)試與分析

成，并撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)

學(xué)習(xí)雷諾數(shù)測(cè)量告。實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)

雷諾數(shù)測(cè)定的基本原理與方2進(jìn)行雷諾數(shù)的測(cè)審、計(jì)算與分析計(jì)入課程考核成績(jī)

法

六、考核方式及成績(jī)?cè)u(píng)定

該課程的因才考核模式，是在學(xué)?？荚嚫母锪㈨?xiàng)下由老師在所教班級(jí)實(shí)施開

展的。

基于學(xué)生不同的個(gè)性特長(zhǎng)，提供了課堂知識(shí)點(diǎn)考核、學(xué)科熱點(diǎn)追蹤考核、科

學(xué)問題思考考核、科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)考核、科學(xué)儀器設(shè)計(jì)考核、學(xué)科猜想考核、學(xué)術(shù)

批判考核、雙語效果考核與自學(xué)能力考核共9種個(gè)性考核，即，供學(xué)生自行選擇

其中一種，以培養(yǎng)學(xué)生的個(gè)性特長(zhǎng)能力。開課第一周內(nèi)，學(xué)生要選擇自己感興趣

或有特長(zhǎng)的考核模式，平時(shí)課內(nèi)外多與教師互動(dòng)，教師則針對(duì)不同的考核模式進(jìn)

行因材施教性的指導(dǎo)。因才考核的相關(guān)說明具體見老師在課堂中下發(fā)的《流體力

學(xué)課程因才考核指導(dǎo)書》。

1、雙語內(nèi)容考核的成績(jī)

材料考核內(nèi)容成績(jī)比例（％）

記錄準(zhǔn)確性50%

翻譯準(zhǔn)確性30%

視頻

語句通順

材料10%

格式5%

材料難度5%

翻譯的準(zhǔn)確性80%

英文

文字、圖、表、公式排版合乎中國(guó)科學(xué)出版社的出版規(guī)范

寫作10%

層次與邏輯結(jié)構(gòu)10%

2、論文（科技報(bào)告）類內(nèi)容考核的成績(jī)

材料考核內(nèi)容成績(jī)比例（％）

獨(dú)創(chuàng)性40%

學(xué)術(shù)價(jià)值20%

論文

邏輯性20%

就告格式文字、圖、表、公式排版合乎《機(jī)械工程學(xué)報(bào)》出版社的

排版規(guī)范15%

材料難度5%

3、專利類內(nèi)容考核的成績(jī)

材料考核內(nèi)容成績(jī)比例（％）

獨(dú)創(chuàng)性60%

專利合理性20%

格式合乎“中國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局''要求的專利文件排版要求20%

4、總考核成績(jī)構(gòu)成

考核方式考核內(nèi)容占總成績(jī)比例（％）備注

見考核模式中的成

個(gè)性考核模式根據(jù)所選擇的考核模式