学时数:40 学分数:2.5学分 开课学期:第五学期
《流体力学》是高等学校土木专业的一门专业技术基础课,通过本课程的学习,使员工掌握流体静力学、流体动力学的基本概念、基本原理、基本计算方法,理解相似理论与量纲分析的一般原理,掌握流动阻力与水头损失以及有压管路、孔口管嘴的分析与计算方法,掌握明渠均匀流与非均匀流的计算方法,理解堰流、闸孔出流、渗流、紊流射流与紊流扩散的基本概念与原理,并使同学们掌握一定的流体力学实验技术,学会分析、解决实际问题的方法,为学习专业课、从事技术工作、获取新知识和进行科学研究打下基础。
在学习《流体力学》之前,必须学完《高等数学》、《普通物理学》、《理论力学》、《材料力学》等学科。只有这样,员工们对有关内容,如偏导数、泰勒公式、微分方程、液体的物理特性、动能定律、动量定律、达朗贝尔原理、势函数、应力与应变等已有一定基础,在流体力学教学中主要是运用而不必再作详细讲解。
选用教材:刘鹤年,《流体力学》,中国建筑工业出版社,2004.7
1.施永生,徐向荣,《流体力学》,科学出版社,2005.9
2.赵毅山,程军,《流体力学》,同济大学出版社,2003.8
通过本章的学习,使员工了解流体力学的任务及应用领域,掌握流体的连续介质理论和流体的主要物理力学性质以及作用在流体上的力的两种形式。本章计划2学时。
流体的连续介质模型、黏性、理想流体模型、牛顿内摩擦定律、压缩性与不可压模型、质量力与表面力。
通过本章的学习,使员工理解静水压强的特性、液体平衡微分方程,掌握水静力学的基本方程、压强的测量(相对压强),最终能熟练计算作用在平面、曲面上的静水总压力及总压力的大小、方向和作用点。本章计划6学时。
静水压强的特性、液体平衡微分方程、水静力学的基本方程、作用在平面、曲面上的静水总压力及总压力的大小、方向和作用点。
液体平衡微分方程、压差计、作用在平面、曲面上的静水总压力。
通过本章的学习,使员工了解描述流体运动的两种方法,理解连续性微分方程、理想液体运动微分方程、实际流体的运动微分方程,掌握流线、迹线、过流断面、元流、总流等基本概念,恒定总流连续性方程。本章计划4学时。
连续性微分方程,理想液体运动微分方程,总流连续性方程,有旋流动和无旋流动。
通过本章的学习,使员工理解元流和总流伯努利方程的物理意义和几何意义,理解并掌握流体运动微分方程、元流的伯努利方程、恒定总流的伯努利方程、恒定总流的动量方程、无粘性流体的无旋流动。本章计划6学时。
流体运动微分方程、恒定总流的伯努利方程、恒定总流的动量方程、无粘性流体的无旋流动。
流体的运动微分方程、元流的伯努利方程、恒定总流动量方程。
通过本章的学习,使员工了解实际液体的两种流动型态,流动阻力与水头损失的分类,掌握沿程损失、局部损失的分析和计算方法。本章计划4学时。
实际液体的两种流动型态的判别,均匀流的基本方程,圆管层流与紊流的流速分布、沿程阻力系数及沿程水头损失的计算,局部水头损失的计算。
圆管层流与紊流的流速分布,紊流沿程阻力系数的计算。
通过本章的学习,使员工了解恒定孔口出流、管嘴出流、非恒定孔口管嘴出流的流量计算公式;掌握短管、简单长管、串联并联长管、沿程均匀泄流的水力计算方法,理解有压管路中水击产生的原因。本章计划4学时。
恒定孔口出流、管嘴出流、非恒定孔口管嘴出流的流量计算,短管、长管的水力计算。
通过本章的学习,使员工理解水力最优断面及允许流速的基本概念,掌握明渠均匀流各类问题的水力计算方法。理解明渠非均匀流中断面单位能量、临界水深等的基本概念,掌握恒定明渠流其流动状态的判别方法,能进行水面曲线的分析与绘制。本章计划8学时。
明渠均匀流的基本计算公式及水力计算,水力最优断面及允许流速,无压圆管均匀流的水力计算。断面单位能量、临界水深、恒定明渠流其流动状态的判别方法,水面曲线的分析与绘制。
水力最优断面条件,无压圆管均匀流水力计算。临界水深、恒定明渠流其流动状态的判别方法,水面曲线的分析与绘制。
通过本章的学习,使员工了解薄壁堰、实用堰、宽顶堰的基本功能与用途。本章计划1学时。