流体力学泵与风机是建筑环境与能源应用、能源动力、土木等专业必不可少的学科基础理论,与大量的工程实际问题联系密切,是衔接理论基础与工程应用的纽带,在本科生教学体系中占有重要地位,课程具有理论性较强、概念抽象、应用性广等特点。
本课程的任务是系统介绍流体的基本性质、基本概念、流体力学的基础理论和常用分析方法、泵与风机的结构、工作原理等基本知识以及有关的工程应用等。教学内容涉及流体静力学、旋涡理论、相似理论、边界层理论、气体动力学、泵与风机基础等。重在培养学生分析解决实际工程问题的能力和工程实践技能,为学习后续课程打下坚实的基础。
本课程资源适用于40-64学时的流体力学泵与风机课程教学。
课程最终成绩组成:课堂成绩(90%)+ 实验成绩(10%)
其中,课堂成绩由以下两部分构成:
(1)过程考核(课后作业、测验、讨论):完成课后各章节作业和测验,并参与发布的讨论,作业由学生互评、测验成绩由系统自动评判,根据各项得分,及讨论的有效程度综合评判,成绩占30%。
(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70%。
高等数学,大学物理,工程力学,工程热力学
第1章 流体的主要物理特性
1.1 流体力学中的几个基本概念
1.2 流体的压缩性与膨胀性
1.3 流体的粘性
1.4 牛顿内摩擦定律
第1章 流体的主要物理特性 计算题
第1章 流体的主要物理特性 单元测试
第2章 流体静力学
2.1 静止流体的平衡方程
2.2 重力场中静止流体内部的压强
2.3 等加速直线运动中的相对静止液体
2.4 等角速度旋转运动中的相对静止液体
2.5 静止流体对平板的作用力
2.6 静止流体对曲面的作用力
2.7 曲面压力体的求解及应用
2.8 流体静压强的测量方法
第2章 流体静力学 单元测试
第2章 流体静力学 计算题
第3章 流体流动的基本方程
3.1 描述流体运动的两种方法
3.2 质点导数的定义与公式
3.3 流体运动的基本概念(一)
3.4 流体运动的基本概念(二)
3.5 积分形式的连续方程
3.6 微分形式的连续方程
3.7 动量方程
3.8 伯努利方程
3.9 伯努利方程在工程中的应用
3.10 动量矩方程
3.11 积分形式的能量方程
3.12 总流伯努利方程
第3章 流体流动的基本方程 单元测试
第3章 流体流动的基本方程 计算题
第4章 旋涡理论和势流理论
4.1 流体微团的运动分析
4.2 平均旋转角速度
4.3 理想流体的运动微分方程
4.4 欧拉积分和伯努利积分
4.5 旋涡的基本概念
4.6 二元旋涡的速度和压强分布
4.7 速度势和流函数
4.8 速度势与流函数的求解方法
4.9 几种简单的平面势流及其叠加
4.10 直均流绕圆柱体无环流流动
第4章 旋涡理论和势流理论 单元测试
第4章 旋涡理论和势流理论 计算题
第5章 相似理论和量纲分析法
5.1 相似的概念
5.2 动力相似准则
5.3 量纲分析法
5.4 π定理
第5章 相似理论和量纲分析法 单元测试
第5章 相似理论和量纲分析法 计算题
第6章 粘性流体管内流动
6.1 粘性流体中的应力分析
6.2 不可压缩粘性流体的运动微分方程
6.3 管内流动的流态与损失
6.4 流体在圆管中的层流流动
6.5 流体在圆管中的湍流流动
6.6 沿程损失系数的实验研究
6.7 局部损失系数
6.8 管道的水力计算
第6章 粘性流体管内流动 单元测试
第6章 粘性流体管内流动 计算题
第七章 粘性流体绕物体的流动
7.1 边界层的基本特征
7.2 边界层的基本方程
7.3 边界层动量积分方程
7.4 平板层流边界层的计算
7.5 平板湍流边界层和平板混合边界层的计算
7.6 边界层分离
7.7 物体在流体中运动的阻力
第七章 粘性流体绕物体的流动 单元测试
第七章 粘性流体绕物体的流动 计算题
第8章 气体动力学
8.1 微弱扰动的传播速度
8.2 微弱扰动在空间流场中的传播
8.3 气流的参考状态
8.4 正激波
8.5 收缩喷管中的流动
8.6 缩放喷管中的流动
第8章 气体动力学 单元测试
第8章 气体动力学 计算题
使用教材:
蔡增基, 龙天渝主编. 流体力学泵与风机(第五版), 中国建筑工业出版社, 2014年
主要参考书:
禹华谦. 工程流体力学,高等教育出版社,2017年
李玉柱, 苑明顺. 流体力学(第2版), 高等教育出版社, 2008年
艾翠玲, 江平. 工程流体力学习题集, 中国建筑工业出版社, 2018年