本课程为能源动力类专业的一门重要技术基础课,主要讲授流体力学的基本概念和基本理论,是从事航空,航天,大气,海洋,航运,水利和各种管路等方面工作人员的一门必修课程。课程以流体力学的三大方程为主线,融入流体力学学科的新进展和新成就,与传统的课程相比,既保留了原有的特色,又在体系上有所创新。语言简练,动画逼真,既介绍了必要的内容,又给学生留有选择的空间。
本课程将通过对生活中常见的物理学现象进行理论分析,如:为什么会出现“野渡无人舟自横”、为什么足球运动时轨迹是弧线等、龙卷风产生巨大破坏力的原因。让同学们利用流体力学知识运解释生活中存在的物理现象,在愉快的气氛中完成课程的学习!
1.正确理解流体的性质及流动现象,运用数学知识对流体力学的重要理论公式进行推导和应用,掌握流体力学问题的计算方法。
2.能够运用流体力学的理论和方法对能源动力领域的流动问题进行分析和计算,锻炼学生能够从复杂的自然现象和工程应用中提炼问题、分析问题和解决问题的能力。
3.能够运用流体力学的理论和方法,结合专业知识进行科学实验,并能对实验过程和结果进行正确分析,得出合理有效的结论。
流体力学绪论
第1讲 流体力学研究的内容、方法和发展简史
第2讲 连续介质模型作用在流体上的力及流体的主要物理性质
第3讲 流体的粘性
第二周
第1讲 流体静压强及其特性、流体平衡微分方程式、力函数、等压面
第2讲 重力作用下流体平衡基本方程式及流体中压强的表示方法
第3讲 重力和其他质量力同时作用下的流体平衡
第4讲 静止流体对平面壁的作用力工程流体力学
第5讲 静止流体对曲面壁的作用力
流体静力学测验
第三周
第1讲 研究流体运动的两种方法
第2讲 流体运动学的基本概念
第3讲 连续性方程
第4讲 流体微团运动分析
流体运动学测验
第四周
第1讲 理想流体的运动微分方程
第2讲 运动微分方程式的葛罗米柯-兰姆形式
第3讲 理想流体运动微分方程的伯努利积分及重力作用下的伯努利方程的意义
第4讲 相对流动中的伯努利方程
理想流体动力学测验
第五周
第1讲 旋涡的基本概念
第2讲 涡管特性的亥姆霍兹三定理
第3讲 二元旋涡的速度和压强分布
旋涡理论基础测验
第六周
第1讲 粘性流体运动微分方程
第2讲 粘性流体的葛罗米柯-斯托克斯方程
第3讲 葛罗米柯-斯托克斯方程的伯努利积分
第4讲 缓变流动
第5讲 动能和动量修正因数
第6讲 粘性流体恒定总流的伯努利方程
第7讲 动量方程
粘性流体动力学测验
第七周
第1讲 速度势和流函数
第2讲 简单的平面势流
第3讲 平面势流的叠加
第4讲 流体对圆柱体的无环量绕流
第5讲 流体对圆柱体的有环量绕流
理想流体平面势流测验
第八周
第1讲 流动力学相似条件
第2讲 粘性流体流动的力学相似准数
第3讲 决定性相似准数
第九周
第1讲 流动阻力的两种类型及粘性流体的两种运动状态
第2讲 圆管中的层流运动
第3讲 间隙中的层流运动
第4讲 圆管中的紊流运动
第5讲 沿程损失因数的试验研究
第6讲 局部阻力与损失计算
第7讲 薄壁小孔口恒定自由出流 圆柱外伸管嘴恒定自由出流
第十周
第1讲 管路系统的分类
第2讲 简单管路的水力计算
第3讲 串并联管路的水力计算
第4讲 均匀泄流的水力计算
第5讲 有压管路中的水击
第十一周
第1讲 边界层的概念
第2讲 边界层微分方程
第3讲 边界层的动量积分关系式
第4讲 边界层的位移厚度和动量损失厚度
第5讲 曲面边界层及其分离
《工科数学分析》、《理论力学》
教 材:《工程流体力学》(第3版)陈卓如主编,高等教育出版社,2014年
参 考 书:《液压流体力学》金朝铭主编,国防工业出版社,1994年