流体力学是一门理论要求高，实践性又极强的课程。通过本课程的学习，使学生掌握流体运动的基本概念、基本原理、基本计算方法。并使学生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。

本课程的学习环节包含：授课视频学习、参与课程讨论、完成章节练习题、参加期末考试。

课程学习成绩由两部分构成：

（1）过程考核（测验、课后作业等）：参与一定次数的课堂交流讨论；完成课后各章节作业、测验，考核作业完成的质量。过程考核占40%。

（2）期末考试：课程结束后，学生可以参加课程的最后考试，成绩占60%。

《 微积分》、《工程热力学》、《材料力学》、《理论力学》、《大学物理》。

一、 绪论

1.1 流体的定义

1.2 流体力学的范围

1.3 流体力学的基本定律

1.4 分析方法

1.5 解题步骤和方法

1.6 量纲和单位制

1.7 小结

作业1.1 解释说明下列常见的物质在什么条件下会表现出固体或流体的特性。

作业1.2 写出运动粘度MLtT形式的量纲。

作业1.3 何为流体？判断流体和固体的主要区别。

四、控制体积分形式的基本方程

4.1 系统的基本方程

4.2.1 输运公式：基本公式

4.2.2 输运公式：公式推导

4.3 质量守恒方程

4.4 惯性控制体的动量方程

4.5 直线加速的控制体的动量方程

4.6 任意加速运动的控制体的动量方程

4.7 伯努利方程的应用

4.8.1 积分形式的动量矩定理：欧拉涡轮方程

4.8.2 积分形式的动量矩定理：透平机械

4.8.3 积分形式的动量矩定理：旋转控制体积分形式方程

4.9 惯性控制体的热力学第一定律

4.10 惯性控制体的热力学第二定律

4.11 小结

作业4.1 写出伯努利方程的适用条件。

作业4.2 质量守恒定律的控制体表达式各项的物理意义。

二、基本概念

2.1 连续介质模型

2.2 速度场

2.3 一维、二维和三维流动

2.4 均匀流动和均匀流场

2.5 迹线、脉线和流线

2.6 应力场

2.7 牛顿型流体：粘性

2.8 非牛顿流体

2.9 流体运动的描述和分类

2.10 小结

作业2.1 判别下列流场是一维、二维还是三维流场？

作业2.2 判断静止的流体是否具有粘性力和粘度？给出理由。

作业2.3 说明连续性介质假设对于流体力学的意义何在？

三、流体静力学

3.1 流体静力学基本方程

3.2 标准大气压

3.3 绝对压强和表压

3.4 静止液体对平板的作用力

3.5 静止液体对曲面的作用力

3.6 浮力和稳定性

3.7 非惯性坐标系中的静止液体力

3.8 流体静力学基本方程式的应用

3.9 小结

作业3.1 写出牛顿粘性定律，并说明其物理意义。

作业3.2 写出流体静力学基本方程式，并说明其物理意义。

五、流体运动的微分分析法简介

5.1 场概念

5.2 连续性方程

5.3.1 流体微元的运动：旋转运动

5.3.2 流体微元的运动：速度势

5.4 动量方程

5.5 小结

六、不可压缩无粘流动的流体动力学

6.1 无粘流动的应力场

6.2 无摩擦流动的动量方程：欧拉方程

6.3 流线坐标中的欧拉方程

6.4.1 欧拉方程沿流线积分：伯努利方程推导

6.4.2 欧拉方程沿流线积分：伯努利方程应用

6.5 静压强、滞止压强和动压强

6.6 热力学第一定律与伯努利方程的关系

6.7 无旋流动的伯努利方程

6.8 非定常流动的伯努利方程

6.9 小结

作业6.1 请说出伯努利方程和欧拉方程的关系。

作业6.2 请解释什么是“有旋无势”流动。

七、旋涡的基本理论

7.1 旋涡的基本概念

7.2 开尔文速度环量定理

7.3 亥姆霍兹（Helmholtz）定理

7.4 旋涡的诱导速度

7.5 二元旋涡的速度分布和压强分布

7.6 小结

八、量纲分析与相似原理

8.1 相似概念

8.2 量纲与量纲齐次性

8.3 量纲分析与瑞利法

8.4 量纲分析与π定理

8.5 流动相似

8.6 动力相似准则

8.7 常用的相似准则数

8.8 相似准则的选择

8.9 小结

九、粘性流体管内流动

9.0 粘性流体管内流动-引言

9.1 粘性流体中的基本分析

9.2 不可压缩粘性流体的运动微分方程

9.3 粘性流体的两种流动状态

9.4 管内流动的两种阻力损失

9.5 流体在圆管中的层流流动

9.6 流体在圆管中的湍流流动

9.7 湍流沿程损失系数的实验研究

9.8 局部损失系数

9.9 孔口出流

9.10 管嘴出流

9.11 管道的水力计算

9.12 有压管道的水击（水锤）

9.13 小结

作业9.1 请解释说明如何计算管道水力半径？

作业9.2 请解释“水击现象”产生的原因。

十、粘性流体绕物体的流动

10.1 边界层概念

10.2 层流边界层的微分方程

10.3 边界层动量积分方程

10.4 平板层流边界层的计算

10.5 边界层排挤厚度和动量损失厚度

10.6 平板湍流边界层的计算

10.7 平板混合边界层

10.8 曲面边界层及边界层分离现象

10.9 物体在流体中运动的阻力

10.10 直均流绕圆柱体的运动

10.11 圆球在流体中运动的阻力

10.12 小结

作业10.1 什么是边界层？

作业10.2 发生边界层分离的原因？

十一、可压缩流体流动基础

11.1 气体的基本性质

11.2 微弱扰动的一维传播

11.3 气体一维定常流动的基本方程

11.4 气流的参考状态

11.5 变截面的等熵流动

11.6 小结

 使用教材

[1] Robert W. Fox (Purdue Univ.). Introduction to Fluid Mechanics (EIGHTH EDITION), JOHN WILEY & SONS, INC. 2011

[2] 丁祖荣编著. 流体力学（上&下册）（国家“十二五”规划教材）. 高等教育出版社, 2013

参考教材

[1]  戴干策，陈敏恒编著. 化工流体力学，化学工业出版社，1988

[2]  黄卫星，陈文梅编编. 工程流体力学，化学工业出版社，2006

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