流体力学是研究流体宏观机械运动及力的相互作用的一门学科。流体力学在科学和工程领域具有广泛的应用基础,如科学领域的地球科学、大气科学、海洋科学和生命科学等,工程领域的能源、动力、机械、建筑、航空航天、环境和水利等。流体力学是众多理工科专业,尤其是能源动力类专业不可或缺的专业基础课。
流体力学课程的主要任务是帮助学生系统地学习流体力学基本概念和基本理论,掌握流体在静止或运动过程中的力学特性,培养学生利用流体力学知识解决实际工程或科学问题的能力。本课程主要内容包括:流体及其主要物理性质;流体静力学;流体运动学基础;流体动力学的积分方程分析;相似原理和量纲分析;势流;粘性流体动力学基础及管道流动;绕流物体的粘性不可压缩流动;可压缩一元流动等。
1. 培养学生理解和掌握流体力学基本概念、基本理论和基本方法;
2. 培养学生独立应用流体力学知识分析工程中流动问题的能力;
3. 培养学生独立求解从工程中简化出来的流体力学问题的能力;
4. 培养学生运用流体力学基础知识解决工程实际问题的能力。
5.培养学生时空想象能力和思维能力。
6. 培养学生应用数值方法求解简单工程流动问题的能力。
7. 培养学生具有科学、严谨、认真、细致的工作态度和工作作风。
01流体及其主要物理性质
1.1 流体的定义
1.2 连续介质模型
1.3 密度
1.4 粘性定义及产生的机理
1.5 牛顿内摩擦定律
1.6 流体的可压缩性
1.7 作用在流体上的力
第一章课程ppt
第一章检测
02流体静力学
2.1 流体静压强定义
2.2 流体静压强特性
2.3 静止流体平衡微分方程
2.4 重力场中压强的分布
2.5 绝对压强、计示压强、真空压强
2.6 压强测量
2.7 相对静止流体内的压强分布微分方程
2.8 等角速旋转运动
2.9 流体静压力的大小和方向
2.10 流体静压力作用点:压力中心
本章课件
本章讨论主题
第二章检测
03流体运动基础
3.1 拉格朗日方法
3.3 流场
3.4 迹线
3.5 流线
3.6 染色线
3.7 流管等基本流动概念
3.8 流体微团的运动与变形
3.9 物质导数
3.10 微分形式的连续方程
3.2 欧拉方法
本章课件
本章讨论主题
第三章测试
04理想流体运动基础
4.1 欧拉方程
4.2 沿流线的伯努利方程导出及适用条件
4.3 沿流线的伯努利方程的物理意义
4.4 沿流线的伯努利方程的几何意义
4.5 缓变流
4.6 总流伯努利方程的导出及适用条件
4.7 动能修正系数
4.8 伯努利方程的应用1
4.9 伯努利方程的应用2
第4章课件
第四章单元测试题
05粘性流体运动基础
5.1 粘性流体中的应力
5.2 六面体微团受力分析
5.3 微分形式动量方程
5.4 本构方程
5.5 Navier-Stokes方程
5.6 粘性流体流动的两种状态
5.7 N-S方程解析解—两无限大平行平板间的层流流动 1
5.8 N-S方程解析解—两无限大平行平板间的层流流动 2
5.9 N-S方程解析解—圆管内的层流流动 1
5.10 N-S方程解析解—圆管内的层流流动 2
5.11 N-S方程解析解—圆管内的层流流动 3
5.12 湍流概述
5.13 雷诺应力
5.14 圆管湍流速度分布
第5章课件
第五章测试
06 流体动力学的积分方程分析
6.1 系统和控制体
6.2 雷诺输运定理的导出
6.3 雷诺输运定理的物理意义
6.4 积分形式的连续方程及其物理意义
6.5 连续方程的应用
6.6 积分形式动量方程的导出及物理意义
6.7 动量方程的应用
6.8 伯努利方程动量方程联立求解
第六章课件
单元测试题
7 相似原理与量纲分析
7.1 力学相似
7.2 准则数
7.3 相似及模型试验
7.4 模型试验举例
7.5 量纲和谐原理及瑞利法
7.6 量纲分析法-白金汉法
第七章课件
第七章测试题
08 势流
8.1 势流及速度势函数
8.2 势流伯努利方程
8.3 平面势流及流函数
8.4 基本平面势流概述
8.5 点源和点汇
8.6 点涡
8.7 偶极流
8.8 绕圆柱的无环量流动
8.9 绕圆柱的有环量流动
本章课件
第八章 章节测试
09 管道内的流动
9.1 起始段和充分发展段
9.2 粘性流体总流伯努利方程
9.3 沿程水力损失-圆管层流沿程损失计算
9.4 沿程水力损失-圆管湍流沿程损失计算
9.5 沿程水力损失-非圆管道沿程损失计算
9.6 局部水力损失计算(上)
9.7 局部水力损失计算(下)
9.8 简单管路计算—第一类问题
9.9 简单管路计算—第二类问题
9.10 简单管路计算—第三类问题
9.11 管路计算—含有流体机械的管道(上)
9.12 管路计算—含有流体机械的管道(下)
9.13 复杂管路计算—串联管道计算
9.14 复杂管路—并联管道计算
第9章课件
第九章测试题
10.绕物体粘性不可压缩流动
10.1 绕物体流动概述
10.2 边界层概念
10.3 边界层的几个厚度
10.4 边界层流态和基本特征
10.5 边界层的微分方程
10.6 边界层的动量积分方程
10.7 动量积分方程的其解及速度边界条件
10.8 顺流平板层流边界层
10.9 顺流平板湍流边界层
10.10 平板边界层计算例题
10.11 平板混合边界层近似解
10.12 曲壁边界层分离现象(Ⅰ)
10.13 曲壁边界层分离现象(Ⅱ)
本章课件
第十章单元测验
11 可压缩流动基础
11.1 可压缩流动的基本概念
11.2 微弱扰动传播区域
11.3 一维定常可压缩流动方程组
11.4 等熵流动方程组
11.5 等熵滞止参数
11.6 无量纲参数及其与马赫数关系
11.7 临界状态和极限状态
11.8 面积与速度及热力学参数的关系
11.9 正激波概述及形成
11.10 正激波前后各参数的变化规律
11.11 收缩喷管的变工况
11.12 收缩喷管计算举例
11.13 缩放喷管变工况
11.14 缩放喷管计算举例
本章课件
第十一章单元测试题
高等数学,普通物理学,理论力学,材料力学,算法语言,工程数学,工程热力学(或热工基础)
[1] 张鸣远. 流体力学. 高等教育出版社,2010
[2] 景思睿,张鸣远. 流体力学. 西安交通大学出版社,2001
[3] 江宏俊. 流体力学. 高等教育出版社,1985
[4] 孔珑. 流体力学(ⅠⅡ),高等教育出版社,2004