《工程流體力學(xué)》教學(xué)大綱

第一部分大綱說明

一、基本信息

課程名稱（中/英文）：工程流體力學(xué)/EngineeringFluidMechanics

課程類別：學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)課程

學(xué)分：4

總學(xué)時：48（其中：講授學(xué)時44,實驗學(xué)時4,上機(jī)學(xué)時0）

適用專業(yè)：土木工程

適用對象：本科

先修課程：高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、理論力學(xué)、材料力學(xué)

二、課程簡介

本課程是土木工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)必修課，也可以作為工程管理類專業(yè)的選

修課程。本課程詳細(xì)講述了流體靜止和運動的力學(xué)規(guī)律及在工程中的應(yīng)用，使學(xué)

生掌握流體力學(xué)的基本概念、原理及研究方法、有關(guān)的計算與基本實驗技能，對

工程中有關(guān)的流體力學(xué)問題能夠應(yīng)用流體力學(xué)知識進(jìn)行分析并具備一定的解決

實際問題的能力，適應(yīng)從事本專業(yè)各領(lǐng)域的工程技術(shù)和施工管理工作的要求，將

學(xué)生培養(yǎng)成基礎(chǔ)扎實、工作踏實、作風(fēng)樸實、具有開拓創(chuàng)新精神的建設(shè)者。同時

也為后續(xù)土力學(xué)、地基基礎(chǔ)、土木工程施工技術(shù)、工程地質(zhì)及交通、市政相關(guān)課

程的學(xué)習(xí)奠定理論基礎(chǔ)。本課程教學(xué)過程中，引入國內(nèi)典型工程、生活案例和介

紹杰出人物等思政元素，注重提高學(xué)生思想道德修養(yǎng)，培育學(xué)生的核心價值觀,

以實現(xiàn)中國夢，激發(fā)學(xué)生愛國情懷。

三、教材、參考書目及學(xué)習(xí)資料

1、（德）L.普朗特.流體力學(xué)概論.北京：科學(xué)出版社，1981

2、于玲紅.工程流體力學(xué).北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2015

3、郭仁寧，孟凡英主編.流體力學(xué).徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社,2010

4、劉樹紅，吳玉林，左志鋼編著.應(yīng)用流體力學(xué).北京：清華大學(xué)出版社,

2012

5、孔瓏主編.流體力學(xué).I.北京：高等教育出版社,2003

6、孔瓏主編.流體力學(xué).11.北京：高等教育出版社,2003

7、伍悅濱主編.高等流體力學(xué).哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2013

8、劉鶴年，劉京編.流體力學(xué).北京：中國建筑工業(yè)出版社,2016

9、禹華謙主編.二程流體力學(xué).北京：高等教育出版社,2011

10、張鳴遠(yuǎn)，景思睿，李國君.高等工程流體力學(xué).西安：西安交通大學(xué)出版

社，2006

11、韓國軍主編.流體力學(xué)基礎(chǔ)與應(yīng)用.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2012

12、章梓雄，董曾南編著.粘性流體力學(xué).北京：清華大學(xué)出版社,2011

13、Pope,S.B.Turbulentflows.北京：世界圖書出版公司，2010

14、OEDEN,J.TINSLEY.Finiteelements:Fluidmechanics（V6）.Englewwod

PRETICE-HALL,INC,1986

15、胡敏良，吳雪茹主編.流體力學(xué)（第三版）.武漢：武漢理工大學(xué)出版社,

2008

16、（美）森哲爾,（美）辛巴拉編著.流體力學(xué)基礎(chǔ)及其工程應(yīng)用（英文版，原書

第2版）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2013

17、趙萌主編.流體力學(xué)及其土木工程應(yīng)用.北京：水利水電出版社,202（）

18、俞永輝，趙紅曉編著.流體力學(xué)與水力學(xué)實驗（第二版）.上海：同濟(jì)大學(xué)

出版社,2017

19、王先智編著.物理流體力學(xué).北京：清華大學(xué)出版社,2018

2（）、高殿榮，張偉主編.工程流體力學(xué)（附習(xí)題詳解）.北京：化學(xué)工業(yè)出版社,

2014

21、侯國祥主編.流體力學(xué).北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2015

22、禹華謙.工程流體力學(xué)（水力學(xué)）.成都：西南交通大學(xué)出版社,2018

23、尹小玲，F(xiàn)luidMechanicsinCivilEngineering.廣州：華南理I：

大學(xué)出版社,2（）18

第二部分學(xué)時、教材安排及成績評定

一、教學(xué)課時安排

本課程共48個學(xué)時，4個學(xué)分

章節(jié)內(nèi)容講授學(xué)時實驗名稱：學(xué)時備注

1緒論2

2流體靜力學(xué)4流體靜力學(xué)實驗：1

3流體運動學(xué)4

4流體動力學(xué)基礎(chǔ)6能量方程實驗：1

5量綱分析與相似理論4

雷諾實驗：1

6流動阻力與水頭損失8

沿程水頭損失實驗：1

7孔口、管嘴出流和有壓管流6

8明渠流6

9堰流2

10滲流2

合計：48444

二、成績構(gòu)成和評分方法

成績構(gòu)成：總分100分（其中：操行成績20分，實驗成績10分，期末成績

70分，及格線60分）

（1）操行成績評分方法：主要考核課堂表現(xiàn)（綜合出勤、課堂紀(jì)律、課上

回答問題、作業(yè)完成情況等），及格線12分，不及格者課程成績?yōu)?。

（2）實驗成績評分方法：主要考核實驗過程、實驗結(jié)果及實驗報告的質(zhì)量。

（3）期末成績評分方法：采用閉卷形式考核，主要考核知識的綜合運用。

第三部分教學(xué)內(nèi)容及要求

一、課程內(nèi)容及要求

（1）緒論

1、內(nèi)容：流體力學(xué)概述，流體的連續(xù)介質(zhì)模型，流體的主要物理性質(zhì)，作

用在流體上的力。

2、重點：力的單位、慣性、黏性、表面張力特性、壓縮性、牛頓內(nèi)摩擦定

律、質(zhì)量力、表面力、連續(xù)介質(zhì)概念。

3、教學(xué)要求：了解流體的主要物理力學(xué)性質(zhì)，理解慣性、黏性、壓縮性和

表面張力特性，掌握牛頓內(nèi)摩擦定律；理解質(zhì)量力和表面力，掌握其表示方法;

理解連續(xù)介質(zhì)（質(zhì)點的概念）、黏性流體、理想流體、不可壓縮流體、可壓縮流

體。知道流體的研究方法。

（2）流體靜力學(xué)

1、內(nèi)容：流體靜壓強(qiáng)的性質(zhì)，流體平衡微分方程，重力場中液體靜壓強(qiáng)的

分布規(guī)律，流體壓強(qiáng)的量測，靜止液體作用在平面上的總壓力，靜止液體作用在

曲面上的總壓力。

2、重點：靜壓強(qiáng)及其特性，點壓強(qiáng)的計算，靜壓強(qiáng)分布圖，壓力體圖，作

用于平面的液體總壓力（圖解法），作用于曲面的液體總壓力。

3、教學(xué)要求：理解和掌握靜壓強(qiáng)及其特性；會歐拉平衡微分方程的推導(dǎo)，

理解歐拉平衡微分方程的物理意義；熟練掌握流體靜壓強(qiáng)公式，熟練掌握點壓強(qiáng)

的計算方法，掌握壓強(qiáng)的計算基準(zhǔn)和表示方法，熟練掌握靜壓強(qiáng)分布圖，掌握壓

強(qiáng)的量測方法；熟練掌握計算作用于平面的液體總壓力；熟練掌握計算作用于曲

面的液體總壓力。

握長管水力計算；知道枝狀、環(huán)狀管網(wǎng)計算過程；了解水擊發(fā)生的條件，知道有

壓管流中水擊過程。

（8）明渠流

1、內(nèi)容：明渠的分類，明渠均勻流，明渠恒定非均勻流的若干基本概念，

水躍和跌水，明渠恒定非均勻漸變流的基本微分方程，明渠恒定非均勻漸變流的

水面曲線分析。

2、重點：無壓恒定均勻流特征、斷面單位能量、臨界水深、急流、緩流、

臨界流的概念及判別標(biāo)準(zhǔn)、明渠恒定非均勻漸變流的基本微分方程、水面曲線定

性分析。

3、教學(xué)要求：了解明渠的分類，理解棱柱型渠道與非棱柱型渠道、順坡、

平坡和逆坡渠道的概念；掌握明渠恒定均勻流特征及產(chǎn)生條件；掌握謝才公式、

曼寧公式，知道巴甫洛夫斯基公式；知道水力最優(yōu)斷面和允許流速；熟練掌握渠

道輸水能力水力計算，會確定渠道底坡和渠道斷面尺寸；了解無壓圓管均勻流水

流特征，會進(jìn)行無壓圓管的水力計算；理解明渠恒定非均勻流特征及產(chǎn)生條件;

理解斷面單位能量、臨界水深，掌握急流、緩流、臨界流及其判別標(biāo)準(zhǔn)；了解水

躍現(xiàn)象、水躍的基本方程、水躍函數(shù)圖示，知道水躍的能量損失與長度計算方法；

知道明渠恒定非均勻漸變流的基本微分方程，會水面曲線定性分析。

（9）堰流

1、內(nèi)容：堰流的定義及其分類，堰流的基本公式，堰流的水力計算。

2、重點：寬頂堰水流特征、小橋孔徑的水力計算。

3、教學(xué)要求：了解堰流的定義及其分類；掌握堰流的基本公式；知道三角

堰、矩形堰、梯形堰流量公式；理解寬頂堰水流特征，掌握形成淹沒式寬頂堰的

充分、必要條件；理解小橋孔徑水力計算原則。

（10）滲流

1、內(nèi)容：滲流概述，滲流基本定律，地下水的漸變滲流，井和井群。

2、重點：達(dá)西定津、恒定漸變滲流的杜比公式、大口井、井群（基坑）的

水力計算。

3、教學(xué)要求：了解滲流模型，理解滲流達(dá)西定律；理解非均勻漸變滲流斷

面流速均勻分布（裘皮依公式），知道漸變滲流基本微分方程，知道浸潤面的概

念；掌握井、井群（基坑）的水力計算。

二、實驗（實踐）內(nèi)容及要求

1、流體靜力學(xué)實驗

實驗類型：驗證型

實驗內(nèi)容及要求：利