（Fluid Mechanics and Fluid Machinery）
课程代码：02410013
学分：3.5学分
学时： 56学时（其中：课堂教学学时：48学时实验学时：8学时上机学时：0 学时课程实践学时: 0学时）
先修课程：高等数学、大学物理、理论力学、材料力学等
适用专业：流体机械、农业机械、安全工程、环境工程等专业
教材：（《流体力学与流体机械》、王贞涛主编、机械工业出版社、第1版次）
一、课程性质与课程目标
（一）课程性质
《流体力学与流体机械》是流体机械、安全工程、环境工程等工科专业必修的一门专业基础课。该课程的目标在于使学生掌握流体力学与流体机械领域的基本理论、基本计算方法、基本实验技能以及在工程实际中的初步应用。通过该课程的学习使学生初步具备分析和解决实际流体力学问题的能力，并为学习后续专业课程、从事专业技术工作和进行科学研究打下良好的基础。 （二）课程目标（根据课程特点和对毕业要求的贡献，确定课程目标。应包括知识目标和能力目标。）
课程目标1：掌握流体的主要流体力学性质、流体静力学及运动学相关基本方程、流体流动形态及阻力损失的基本概念与计算、管路的基本计算方法、孔口与管嘴出流运动规律，理解理想流体和粘性流体的力学基本概念，掌握流体力学相似性原理、常用的相似准数和模型律，掌握常用泵与风机的工作原理和构造性能，了解常用泵与风机的运行调节原理和选用原理等。 课程目标2：使学生掌握流体参数测试仪表基本工作原理，正确使用流体测试仪表，加深学生对所学知识进一步理解，通过实验掌握能量方程流动阻力损失、流体流态等基本流体动力学规律的
原理，同时会分析泵与风机的流量-压头特性，把理论与实验结果比较，根据理论判断实验得到的规律是否正确，为后续专业课的学习和将来从事科学研究和专业技术工作打下良好基础。
二、课程内容与教学要求（按章撰写）
第一章绪论
（一）课程内容
（1）流体力学的分类、发展及研究方法；
（2）流体的定义和特征及流体连续介质假设；
（2）流体的主要物理性质（包括密度、流体的压缩性、膨胀性及黏性）；
（3）流体的粘性及牛顿内摩擦定律；
（4）作用在流体上的力（表面力及质量力）。
（二）教学要求
（1）了解流体定义及其特征、流体的分类；
（2）了解作用在流体上的力的分类；
（3）理解流体微团及质点的概念、连续介质假设模型及建立的条件；
（4）掌握流体的主要物理性质。
（三）重点与难点（若不单独列出，需在教学要求中适当注明）
1. 重点
流体的定义和特征，连续介质的假设，作用在流体上的力，流体的主要物理性质。
2. 难点
流体的连续介质的假设，流体的粘性，牛顿内摩擦定律的理解应用。
第二章流体静力学
（一）课程内容
（1）流体静压强及其特性；
（2）流体平衡微分方程式、等压面的概念；
（3）流体静力学基本方程式；
（4）绝对压强、计示压强和常见液柱式测压计的原理；
（5）液体的相对平衡；
（6）平衡流体对壁面的作用力。
（二）教学要求
（1）了解流体静压强的基本原理及特性；
（2）掌握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；
（3）掌握流体静力学基本方程的物理意义和几何意义及其工程实际应用；
（4）理解液体的相对平衡问题；
（5）理解各种液柱式测压计的结构，测压原理及适用范围；
（6）掌握静止液体作用在平面和曲面上的总压力的计算及应用。
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（三）重点与难点（若不单独列出，需在教学要求中适当注明）
1. 重点
流体平衡微分方程式、静力学基本方程式的推导、意义和应用。
2. 难点
流体相对平衡、流体对平面及曲面作用力的计算。
第三章流体运动的基本概念和基本方程
（一）课程内容
（1）描述流体运动的两种方法；
（2）流动运动的几个基本概念；
（3）流体流动的连续性方程；
（4）理想流体微元流束的伯努里方程及其物理意义和几何意义；
（5）实际粘性流体总流的伯努里方程及其应用（各种流量计原理）；
（6）流体的动量方程。
（二）教学要求
（1）了解研究流体运动的两种基本方法、流动的分类和流体动力学的基本概念；
（2）掌握流体流动的连续性方程、理想流体运动的微分方程；
（3）熟练掌握伯努里方程及其应用；
（4）理解流体动量方程及其应用。
（三）重点与难点（若不单独列出，需在教学要求中适当注明）
1. 重点
流体流动的连续性方程和理想流体微元流束的伯努里方程。
2. 难点
应用连续方程、伯努里方程及流体静力学方程联立解决一维流动的流速（或流量）和压强的计算问题。
第四章相似原理和量纲分析
（一）课程内容
（1）流动的力学相似；
（2）动力相似准则；
（3）流动相似条件；
（4）近似的模型试验；
（5）量纲分析法。
（二）教学要求
（1）掌握流体流动的力学相似性、动力相似准则、流动相似条件；
（2）掌握应用相似理论设计相关实验模型；
（3）熟练应用量纲分析法对实验参数进行分析和数据处理。
（三）重点与难点（若不单独列出，需在教学要求中适当注明）
1. 重点
流体流动的力学相似性、动力相似准则、流动相似条件，熟练应用量纲分析法，几个重要的准则数（雷诺数、欧拉数、马赫数、柯西数、韦伯数等）的物理意义及其表达式。
2. 难点
35kv变电站掌握并应用量纲分析方法处理实验参数。
第五章粘性不可压缩流体的管内流动过程
（一）课程内容
（1）雷诺数及流体流动的两种状态；
（2）圆管内的层流流动与紊流流动；
（3）流体流动的能量损失与流动阻力；
（4）沿程阻力和局部阻力计算及沿程阻力系数的实验研究；
（5）管路的水力计算；
（6）孔口与管嘴出流。
（二）教学要求三级教育
（1）理解粘性流体流动的两种状态及雷诺数判定方法；
（2）掌握流体流动的能量损失和两种流动阻力的计算方法；
（3）理解与沿程阻力系数有关的尼古拉兹曲线图；
（4）掌握应用伯努利方程及阻力计算方法进行管路的水力计算；
（5）了解孔口与管嘴出流的特点及分类，掌握相关孔口与管嘴出流的计算分析。
（三）重点与难点（若不单独列出，需在教学要求中适当注明）
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1. 重点
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，粘性流体的两种流动状态（层流流动与紊流流动）的基本概念、分类。
2. 难点
应用伯努里方程解决实际流体的水力计算。
第六章粘性流体动力学初步基础
（一）课程内容
（1）不可压缩粘性流体的运动微分方程（纳维-斯托克斯方程）；
（2）边界层的基本概念；
（3）层流边界层的微分方程；
（4）边界层的分离、减阻及控制。
（二）教学要求
（1）理解不可压缩粘性流体的运动微分方程及意义；
（2）理解边界层的基本概念及分类特征；
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（3）掌握边界层的分离现象、绕过圆柱体的流动和卡门涡街的概念、以及流体的阻力和阻力系数的计算；
（4）了解边界层的控制方法。
（三）重点与难点（若不单独列出，需在教学要求中适当注明）
1. 重点
边界层的特征及分离现象、流体的阻力和阻力系数的计算。
2. 难点
不可压缩粘性流体的运动微分方程的推导和分析。
第七章泵与风机概述
（一）课程内容
（1）泵与风机的用途及分类及其工作原理；
（2）叶片式泵与风机的主要部件和结构形式；
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（3）泵与风机的发展趋势及新技术动态。
（二）教学要求
（1）了解泵与风机在热力发电厂中的应用及泵与风机的发展趋势及新技术动态；
（2）掌握叶片式泵与风机主要工作部件的作用、结构及工作原理；
（三）重点与难点（若不单独列出，需在教学要求中适当注明）
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