《工程流体力学》教学大纲
课程英文名 学分 课程类别 适用专业 2.5 Engineering Fluid Mechanics 总学时 40 限选 理论学时 先修课程 开课学院 课程代码 32 02M0051 实验/实践学时 8 学科基础课 课程性质 《高等数学》、《大学物理》 计量测试工程学院 测控技术与仪器（自动检测） 注：课程类别是指公共基础课/学科基础课/专业课；课程性质是指必修/限选/任选。
一、课程地位与课程目标
（一）课程地位
《工程流体力学》是众多工业技术部门必须应用和研究的一门重要学科。在我校《工程流体力学》是面向测控、工程力学、能源、机械、环境、安全等专业学生的一门学科基础课程。本课程主要讲解流体的基本性质；流体静力学；流体动力学的基础知识如连续性方程式、实际流体的运动微分方程式、伯努利方程式及其应用等；相似和量纲分析；流体在管道中的流动、圆管中的层流和湍流、管路中的沿程阻力等内容。课程定位于基础科学理论与工程实际之间的桥梁，着重培养学生应用基础知识解决工程实践问题的能力，使学生成为掌握扎实的流体力学基础理论、知识面宽、能力强、素质高、有创新意识的高素质人才。
（二）课程目标
本课程以培养新时代计量事业工程人才为目标，通过课程的学习，使学生掌握流体力学的基本概念、基本原理和基本工程计算，为后续专业课的学习提供充分的理论准备；培养学生具有主动参与、积极进取、崇尚科学、探究科学的学习态度和思想意识；养成理论联系实际、科学严谨、认真细致、实事求是的科学态度和职业道德。具体课程目标如下：
1.掌握流体力学基本原理，理解所学基本理论在计量测试领域的应用，并能够在几何量或热工量测量中运用相关的基础知识；（1.4）
2.具有运用流体力学基本理论进行工程设计计算，解决工程实际问题的能力；（2.1） 3.具有运用数学知识建立流体运动模型并进行分析的能力。（2.3）
二、课程目标达成的途径与方法
针对本专业特点和具体内容要求，灵活运用启发式、案例式等多种教学方法，以充分调动学生学习的积极性为出发点，加强课堂互动，；采用理论分析与实验验证相结合的研究方法，由于用图较多，且涉及很多流动现象及工程实践，故采用多媒体与板书相结合的教学手段，以课堂讲授为主，辅以实验或虚拟实验教学，结合课前预习、课堂讨论、随堂练习、课外作业等多种方式，来完成课程目标的达成。
三、课程目标与相关毕业要求的对应关系
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课程目标 课程目标1 课程目标2 课程目标3 课程目标对毕业要求的支撑程度（H、M、L） 毕业要求1.4 M 毕业要求2.1 M 毕业要求2.3 M 注：1.支撑强度分别填写H、M或L（其中H表示支撑程度高、M为中等、L为低）。 四、课程主要内容与基本要求
第一章 绪论
主要内容：流体力学的研究内容和研究方法，流体力学在工程技术中的地位，流体力学在教学计划中的地位
基本要求：了解流体力学的研究内容和研究方法，了解流体力学在工程技术中的地位。 第二章 流体及其物理性质
主要内容：流体的定义和特征，流体连续介质的假设，作用在流体上的力，流体的特性及主要物性参数，液体的表面性质
基本要求：掌握流体连续介质的假设，了解作用在流体上的力和流体的主要物理性质、液体的表面性质。
第三章 流体静力学
主要内容：流体的静压强及特性，流体平衡微分方程式，流体静力学基本方程式，绝对压强、计示压强、液柱式测压计，液体的相对平衡，静止液体作用在平面和曲面上的总压力，静止液体作用在物体上的浮力
基本要求：掌握流体的静压强及特性、流体平衡微分方程式和流体静力学基本方程式的主要推导过程。了解工程上常用的压强的计示及测量方法。了解静止液体作用在平面和曲面上的总压力和静止液体作用在物体上的浮力。
第四章 流体运动学和流体动力学基础
主要内容：研究流体流动的方法，流动的分类，迹线与流线，流管、流束、流量，系统与控制体，连续方程、动量方程与动量矩方程、能量方程，伯努利方程及其应用，沿流线主法线方向压强和速度的变化，粘性流体总流的伯努利方程
基本要求：掌握流体运动的基本概念和基本方程以及研究流体流动的方法。广泛地深入地理解连续方程、动量方程与动量矩方程、能量方程。熟练掌握伯努利方程及其应用。
第五章 相似原理和量纲分析
主要内容：流动力学相似，动力相似准则，流动相似条件，近似模型试验，量纲分析法 基本要求：掌握流体流动的力学相似性、动力相似准则、流动相似条件。熟练应用量纲分析。 第六章 管内流动和水力计算 液体出流
主要内容：管内流动的能量损失，粘性流体的两种流动状态，管道进口段中的流动，沿程损失与局部损失，管道水力计算，液体的出流，水击、气穴、气蚀简介
基本要求：熟练掌握工程上常见的和基本的流体流动的能量损失（沿程损失与局部损失）的计算过程，熟练应用莫迪图。准确理解粘性流体的两种流动状态（层流流动与紊流流动）的基本
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概念、分类。熟练计算管道中流体的水力过程。
五、课程学时安排
章节号 教学内容 学时 学生任务 A. 了解流体力学的发展简史 B. 了解我国科学家提出的重要观点 A. 了解连续介质假设，作用在流体上的力 第2章 流体及其物理性质 2 对应课程目标 课程目标1 第1章 绪论 2 B. 掌握流体的物理性质 C. 作业：2.4、2.7、2.12 A. 了解流体的静压强特性、平衡微分方程，掌课程目标1 第3章 流体静力学 6 握压强计算方法 B. 掌握平面壁和曲面壁上流体总压力的计算 C. 作业：3.4、3.10、3.13、3.17、3.20、3.26 A. 掌握朗格朗日方法和欧拉方法； 课程目标1 课程目标2 第4章 流体运动学和流体动力学基础 10 B. 根据连续性方程、伯努利方程、动量方程求解工程实际问题； C. 完成作业：4.2、4.6、4.13、4.14、4.22 A. 掌握相似原理、相似准则和量纲分析方法 课程目标2 第5章 相似原理和量纲分析 4 B. 应用相似原理和量纲分析方法求解工程实际问题 C. 作业：5.3、5.6、5.10 A. 掌握雷诺数用于判别流态的方法 课程目标2 第6章 管内流动和水力计算 液体出流 B. 了解圆管道内层流与湍流的规律 12 C. 针对工程实例，进行管路沿程损失和局部损失的计算 D. 作业：6.2、6.10、6.14、6.21 课程目标2 雷诺数测定实验 实验 沿程阻力实验 局部阻力实验 流量计校正实验 4 完成4个实验报告 课程目标3 六、实践环节及基本要求
序实验项目号 名称 学时 实验基本要求 学生任务 性质 实验类别 3
1 雷诺数测定实验 掌握圆管层流、紊流两种流2 态转化规律，及其运动学特性和动力学特性 掌握圆管层流和紊流的沿A. 掌握应用无量纲参数进行实验研究的方法 B. 实验报告 A. 掌握管道沿程阻力系数的量测技术和应用气—水压差计及水—水银多管压差计测量压差设计性 必做 B. 实验报告 A. 掌握三点法、四点法测量局演示性 必做 2 沿程阻力实验 程损失随平均流速的变化2 规律；将测得λ-Re曲线与提高实验结果分析能力 莫迪图对比分析其合理性，方法 3 局部阻力实验 2 熟悉用理论分析法和经验法建立函数式的途径 部阻力损失与局部阻力系数的技能 B. 实验报告 设计性 必做 掌握应用文丘里流量计量4 流量计校正实验 2 测管道流量的技术和应用气—水多管压差计测量压差技术 A. 掌握应用量纲分析与实验结合研究流体力学问题的途径 B. 了解文丘里流量计水力特征 C. 实验报告 综合性 必做 注：1.实验性质指演示性、验证性、设计性、综合性等；2.实验类别指必做、选做等。 七、考核方式及成绩评定
（一）考核方式与评价 考核内容 考核方式 评定标准（依据） 占总成绩比例 出勤、课堂发言、出勤 50%；作业 50% 过程考核 作业 实验 期末考核 考核类别 成绩登记方式 闭卷考试 考试 百分制 课堂发言 以加分形式折算到平时成绩 实验报告 填空题 15%；选择题 20% 简答题 15%；计算题 50% 20% 15% 65% （二）课程目标考核环节与达成标准 课程目标 课程目标1 教学环节 讲授
考核环节 合格标准 0.6 平时成绩（考勤、作业）A 期末考试（填空题、选择题）B 4
目标达成度=0.8BA +0.2B0A0平时成绩（考勤、作业）A 课程目标2 实验 实验成绩（实验报告）C 目标达成度=0.8CA +0.2C0A00.6 平时成绩（考勤、作业）A 课程目标3 讲授 期末考试（计算题）D DA 目标达成度=0.8+0.2D0A00.6 八、推荐教材与主要参考书
（一）推荐教材：
《工程流体力学》，孔珑，中国电力出版社，2014年2月，第四版
（二）主要参考书：
1. 《工程流体力学》，谢振华，冶金工业出版社，2013年8月，第四版
2. 《工程流体力学（水力学）》，闻德荪，高等教育出版社，2004年1月，第二版 3. 《工程流体力学》，徐文娟、韩建勇，哈尔滨工程大学出版社，2002年7月，第二版 4. 《流体力学》，周光炯、严宗毅、许世雄、章克本，高等教育出版社，2004年5月，第二版
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