工程流体力学
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spContent=流体力学是力学的一个重要分支,已发展成为一门深入各个科学领域的重要学科,特别是随着航空航天、船舶海运、流体机械、动力工程、水利发电、化学工程、气象预报以及环境保护等行业的发展,迫切需要解决许多有关流体力学的问题,同时也极大地促进了流体力学的发展。欢迎大家进入精彩的流体力学世界!
—— 课程团队
课程概述

流体力学是机械与动力类各专业的重要技术基础课,是基础课与专业课之间的重要桥梁,也是机械专业和车辆工程各专业的必修课。本课程是针对机械与车辆工程各专业少学时流体力学课程而设置的,并以工程应用为主旨,以流体的一元流动为主线,教学内容包括流体的物性、流体静力学、流体运动学、流体动力学、层流与紊流以及有损失的管内流动、相似理论与量纲分析,一元气体动力学等。考虑到现代流体力学的发展与科研应用,课程还对流体流动数值模拟计算的方法和应用进行了简单介绍。


课程大纲

前言

工程流体力学慕课课程介绍

第一讲 绪论与流体物性

流体力学概论

流体力学发展简史

连续介质假定

流体压缩性与膨胀性

粘性与内摩擦定律

习题讨论

单元习题1

单元习题2

第二讲 静力学基础与静压强的测量

静力学基本概念

静力学微分方程

静压强分布规律及压强度量单位

静压强的测量

静压强举例

单元习题1

单元习题2

单元习题3

单元习题4

第三讲 作用在固壁上的静压力

作用在平板上的力及其作用点位置

作用在任意平板上的力

作用在曲面上的力及压力体

曲面作用力举例

单元习题1

单元习题2

单元习题3

第四讲 相对静止问题

匀加速运动问题

匀角速旋转问题

单元习题1

单元习题2

第五讲 流动描述方法与连续性方程

流体流动的描述方法、欧拉法与全导数

流线与迹线、流场的基本概念

连续性方程

单元习题1

第六讲 伯努利方程及其应用

文丘里流量计、总流的伯努利方程2

单元习题1

单元习题2

单元习题3

单元习题4

单元习题5

一元流动能量方程、伯努利方程意义及条件

伯努利方程应用1、伯努利方程应用2

伯努利方程应用3、总流的伯努利方程1

第七讲 动量定理,本章复习

问题及系统与控制体、动量定理

动量定理应用1、动量定理应用2

动量定理应用3、综合应用举例1

综合应用举例2

单元习题1

单元习题2

单元习题3

第八讲 流动能量损失,管中层流流动

流动损失基本概念、沿程与局部损失

层流与紊流、流态判断方法

流动状态分析

圆管层流流动1、圆管层流流量公式、管中层流阻力系数

层流流动举例

单元习题1

单元习题2

第九讲 管中的紊流流动,混合长度理论

紊流的时均值、紊流附加切应力

普朗特混合长度理论、紊流的速度分布

紊流流动损失、尼古拉兹实验、五个阻力区

若干计算公式

第十讲 局部损失,本章问题讨论与复习

阻力损失计算举例1、阻力损失计算举例2

局部损失、突扩管的局部阻力

局部损失举例

流动损失问题讨论、流动损失习题

单元习题1

第十二讲 一元气体等熵流动

音速,马赫数和马赫锥

一元气流基本特性,截面变化对流动的影响

一元气体能量方程、等熵流动滞止关系式、临界参数与极限参数

气体作为不可压缩流体、一元气体流动举例

阻塞现象及判据、问题举例

单元习题1

单元习题2

第十一讲 相似原理与量纲分析

相似理论概述

相似准则1、相似准则2

相似准则3、相似理论举例

量纲分析原理、量纲分析举例1

π定理、量纲分析举例2

单元习题1

单元习题2

1、2章复习

物性问题讨论

静力学问题讨论

平板作用力习题

曲面作用力习题

3、4章复习

动力学问题讨论

伯努利方程应用

动量定理应用

相似原理与量纲分析,一元气体等熵流动复习

相似原理与量纲分析复习

一元气体等熵流动复习

第十三讲 气体流动公式

流量、最大质量流量公式

喷管中的气体流动

单元习题1

单元习题2

第十四讲 边界层概述与数值模拟简介

边界层概述、分离

潜体的阻力、减阻问题

数值计算方法概述与过程举例

结束语

预备知识

高等数学,理论力学

证书要求

1)评分方案

网上学习,完成网上各章作业占30%,期末笔试占70%。

2)证书

设置“合格”(达到60分及以上)、"优秀"(达到85分及以上)两档标准,由任课教师签发课程结业证书,其中成绩优秀者将颁发优秀证书。


参考资料

《工程流体力学基础》北京理工大学出版社(编者:韩占忠,王国玉)