《流體力學》課程教學大綱

課程名稱：流體力學

FluidMechanics

課程編號：020060150

課程性質：回必修口選修

課程類別：□通識課程0專業(yè)課程口實踐教學

適用專業(yè)：新能源科學與工程

課程學時：總學時32,其中：理論28、實驗4

課程學分：2

應開課學期：第四學期

先修課程：工程力學、工程熱力學

任課學院、系部：能源科學與工程學院新能源科學與工程系

一、課程簡介

本課程為能源動力類相關專業(yè)的一門非常重要的專業(yè)基礎課，課程性質為必

修。本課程主要講授流體平衡、運動與能量間內在聯(lián)系與相互轉換規(guī)律的一門學

科，是一門以流體基礎理論為主，結合一般工程技術的課程，是能源動力類相關

專業(yè)工程技術人員必須掌握的基礎技術知識。通過本課程的學習后，學生能夠獲

得流體力學方面基本概念、基本理論和基本計算方法的系統(tǒng)知識，實驗技能和一

定的分析問題、解決問題的能力。是后續(xù)專業(yè)課程學習的基礎。

二、課程教學的目標及與畢業(yè)要求的關系

（一）課程目標

課程總目標：使學生掌握流體靜止及運動時的規(guī)律以及流體與固體間的相互

作用，并掌握這些規(guī)律在工程實際中的應用。

課程目標1：正確理解流體力學的基本概念，掌握連續(xù)性方程、能量方程和

動量方程的應用，掌握流體運動的分析方法，掌握一定的流體力學實驗技能和方

法。

課程目標2：針對新能源科學與工程中的深部地熱能開發(fā)、風力發(fā)電等工程

實際中的流體力學問題，具有發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的綜合能力。

（二）課程目標與畢業(yè)要求的對應關系

本課程目標支持的主要畢業(yè)要求如下表：

課程目標畢業(yè)要求

1.正確理解流

畢業(yè)要求1：能夠將數(shù)學、自然科學、工程基礎和專業(yè)知識用于解決新

體力學的基本

能源勘查、開發(fā)與綜合利用中的工程問題，具備工程科學思維和工程管

概念，掌握連續(xù)

理意識。

性方程、能量方

程和動量方程

的應用，掌握流畢業(yè)要求2:能夠應用新能源科學與工程埋論與技術，并結合數(shù)學、自

體運動的分析然科學等基本原理，通過理論分析和文獻研究，對新能源勘查、開發(fā)、

利用過程中遇到的問題進行綜合分析。具備獨立思考、善于發(fā)現(xiàn)和提出

方法，掌握一定

問題并獨立分析工程問題的能力，掌握基本的分析問題和總結歸納的方

的流體力學實

法。

驗技能和方法。

2.針對新能源

畢業(yè)要求1:能夠將數(shù)學、自然科學、工程基礎和專業(yè)知識用于解決新

科學與工程中

能源勘查、開發(fā)與綜合利用中的工程問題，具備工程科學思維和工程管

的深部地熱能

理意識。

開發(fā)、風力發(fā)電

等工程實際中

的流體力學問畢業(yè)要求2：能夠應用新能源科學與工程理論與技術，并結合數(shù)學、自

題，具有發(fā)現(xiàn)問然科學等基本原理，通過理論分析和文獻研究，對新能源勘查、開發(fā)、

題、分析問題和利用過程中遇到的問題進行綜合分析。具備獨立思考、善于發(fā)現(xiàn)和提出

解決問題的綜問題并獨立分析工程問題的能力，掌握基本的分析問題和總結歸納的方

合能力。法。

三、課程教學的基本內容及教學安排

（一）課程教學的內容及學時安排

學時數(shù)

課程

知識單元知識點

線下線上實驗目標

授課授課/實踐

知識點1.1：流動及流體力學：

課程

1.緒論知識點1.2：作用在流體上的力；2

目標1

知識點1.3：流體的主要物理性質。

知識點2.1：靜止流體的應力特性；

知識點2.2：流體平衡微分方程；課程

2.流體靜力學6

知識點2.3：重力場中流體靜壓強分布規(guī)律；目標2

知識點2.4：液體作用在平面上的總壓力。

知識點3.1：流體運動的描述；

課程

3.流體運動學知識點3.2：歐拉法的基本概念；4

目標2

知識點3.3：連續(xù)性方程

知識點4.1：流體運動微分方程；

4.流體動力學基知識點4.2：元流的伯努利方程；課程

62

礎知識點4.3：恒定總流的伯努利方程；目標1

知識點4.4：無黏性流動的無旋流動。

知識點5.1：茹性流體的兩種流態(tài)；

知識點5.2：沿程水頭損失與剪應力的關系；

知識點5.3：圓管中的層流運動；

5.流動阻力和水課程

知識點5.4：紊流運動；102

頭損失目標2

知識點5.5：紊流的沿程水頭損失；

知識點5.6：局部水頭損失；

知識點5.7：邊界層概念與繞流阻力。

合計284

（二）課堂實驗/實踐教學內容及要求

實驗實胎

項目每組必做/課程

序號內容、要求學時/實踐/實踐

名稱人數(shù)選做目標

類別類型

不可壓縮理解實際流體恒定總流的伯努

流體恒定利方程與能量損失間的關系；

流能量方掌握有壓管流中動水力學的能綜合課程

12專業(yè)5必做

程（伯努量轉換特性；型目標2

利方程）掌握流速、流量、壓強等水力要

實驗素的實驗量測技能。

掌握層流、紊流的流態(tài)及其轉換

特征；綜合課程

2雷諾實驗2專業(yè)5必做

掌握下臨界雷諾數(shù)的測定方法；型目標2

掌握圓管流杰的判別準則.

動學習的積極性。課程教學中強調基本理論、基本方法的教授與實踐能力培養(yǎng)并

舉，且注重素質教育，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。

重點：巖石和巖體的區(qū)別和聯(lián)系、巖石的物理性質、巖石的強度、巖石的變

形、巖石動力學、巖體結構面分析、巖體結構面的變形特性、巖體結構面的剪切

強度特性、初始應力及其分布規(guī)律、初始應力測試方法、高地應力地區(qū)主要巖石

力學問題。

流體的黏性、牛頓內摩擦定律、連續(xù)介質假設、壓強的特征及分布規(guī)律、流

體靜壓微分方程、壓強的測量、流體作用在平面和曲面上的力、拉格朗日法和歐

拉法、連續(xù)性方程、伯努利方程、動量方程、層流和紊流、雷諾試驗和雷諾數(shù)、

沿程阻力和局部阻力、圓管層流的運動規(guī)律、紊流的特性及時均化概念、邊界層

的概念。

難點：流體的黏性、物質導數(shù)、動量方程、紊流的特梃及時均化概念、紊流

時流場分布特征、邊界層

后續(xù)自主學習建議：相似理論與量綱分析原理、量綱分析法在流體力學和傳

熱學中的重要作用、平板邊界層的相關理論、工程湍流及其在傳熱學等其他學科

中的應用

七、課程考核及成績評定方式

（一）課程考核

本課程成績評定包括平時考核（課堂出勤率）、過程考核（隨堂問答、課堂

測驗、課后作業(yè)和實驗報告）和終結性評價（期式考試）三部分，其中平時成績

占課程總成績的10%,過程成績占課程總成績的30%,終結性評價成績占課程

總成績的60%o

具體要求及評分方法如下：

平時成績：出勤成績采用扣分制，每缺勤一次扣平時成績1分，每遲到或早

退一次扣平時成績（）.5分，無故曠課4次以上者取消本次課程成績，占總成績的

10%o

過程成績：課堂測驗、課后作業(yè)要求學生必須獨立完成，未按時提交作業(yè)或

作業(yè)有抄襲（雷同）現(xiàn)象的，該次作業(yè)成績按零分計，占總成績的10%o課程回

答問題與課堂討論采樂鼓勵方式進行，積極主動回答問題且回答正確的一次加4

分、積極主動回答問題但回答錯誤的一次加2分、不積極主動回答問題的。分，

占總成績的10%o未按時完成實驗并提交實驗報告或實驗報告有抄襲（雷同）現(xiàn)

象的，該次實驗成績按零分計，占總成績的10%,

終結性評價：形式為閉卷考試，其成績占總成績的60%。

（二）課程目標與考核內容的關系

課程具體目標與知識單元和考試內容的關系如下:

課程目標知識單元考試內容

1.正確理解流◎1.流動及流體力學考核知識點：流體流動的概念、流體力學、

體力學的基本◎2.作用在流體上的力；黏度、牛頓內摩擦定律、連續(xù)介質假設、流

概念，掌握連續(xù)◎3.流體的主要物理性質體的壓縮性。

性方程、能量方考核要求：掌握流體流動的概念、黏性及牛

程和動量方程頓內摩擦定律；掌握連續(xù)介質假設的基本內

的應用，掌握流容和流體壓縮性的基本概念。

體運動的分析

方法，掌握一定

的流體力學實

險技能和方法。

◎1.流體靜力學考核知識點：流體靜壓強的特征及分布規(guī)

◎2.流體運動學律、流體靜壓平衡微分方程、壓強的測量、

◎3.流體動力學基礎流體作用在平面和曲面上的力、拉格朗日法

◎4.流動阻力和水頭損失和歐拉法、連續(xù)性方程、伯努利方程、動量

2.針對新能源

方程、層流和紊流、雷諾試驗和雷諾數(shù)、沿

科學與工程中