《工程流體力學(xué)》課程介紹：

　　工程流體力學(xué)是力學(xué)中的一個(gè)分支，是研究流體運(yùn)動(dòng)和平衡規(guī)律以及流體和固體之間相互作用的一門科學(xué)，是石油工程、油氣儲運(yùn)等專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課。工程流體力學(xué)課程對于學(xué)生科學(xué)思維、綜合素質(zhì)的培養(yǎng)與提高起著至關(guān)重要的作用。通過對本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生正確理解工程流體力學(xué)中若干重要的基本概念、基本原理，加深對水力現(xiàn)象本質(zhì)的認(rèn)識，熟練掌握流體力學(xué)的基本計(jì)算方法和基本實(shí)驗(yàn)技能，為今后學(xué)習(xí)專業(yè)知識，從事專業(yè)工作和將來的科學(xué)研究打下良好的基礎(chǔ)。同時(shí)，應(yīng)用工程流體力學(xué)知識來分析、解決實(shí)際工程問題。

《工程流體力學(xué)》課程大綱：

　　一、課程目標(biāo)

　　工程流體力學(xué)是力學(xué)中的一個(gè)分支，是研究流體的平衡和運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及流體和固體之間相互作用的一門科學(xué)，是石油工程，油氣儲運(yùn)工程，城市燃?xì)廨斉涔こ痰葘�業(yè)的一門專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，本課程的目標(biāo)是通過各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，使學(xué)生掌握流體平衡和運(yùn)動(dòng)的一般規(guī)律及有關(guān)基本概念、基本理論、流體力學(xué)分析和計(jì)算方法以及基本實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)動(dòng)手能力，提高應(yīng)用基本理論和解決實(shí)際問題的能力，為今后學(xué)習(xí)專業(yè)知識、從事專業(yè)工作和科學(xué)研究打下理論基礎(chǔ)。

　　二、基本要求

　　工程流體力學(xué)以物理為基礎(chǔ)，以力學(xué)為依據(jù)，以數(shù)學(xué)為工具，是根據(jù)基礎(chǔ)學(xué)科的普遍規(guī)律建立理論基礎(chǔ)而發(fā)展起來的一門學(xué)科。要求學(xué)生具備較好的數(shù)學(xué)和物理基礎(chǔ)，預(yù)修高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、理論力學(xué)、工程力學(xué)等課程。教學(xué)過程中要求側(cè)重于應(yīng)用工程流體力學(xué)理論分析問題、解決問題的方法培養(yǎng)，同時(shí)還應(yīng)注意結(jié)合實(shí)驗(yàn)和工程實(shí)際問題進(jìn)行講解，全面培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。

　　三、教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時(shí)分配建議

　　第一章 流體及其主要物理性質(zhì)（15學(xué)時(shí)）

　　1、流體的概念

　　液體，氣體；連續(xù)介質(zhì)假設(shè)。

　　2、流體的主要物理性質(zhì)

　　密度，重度，壓縮性，膨脹性，粘性，表面張力。

　　3、作用在流體上的力

　　質(zhì)量力，表面力

　　第二章 流體靜力學(xué)（30學(xué)時(shí)）

　　1、流體靜壓力及其特性

　　流體靜壓力的概念，流體靜壓力的特性及其證明

　　2、流體平衡微分方程式

　　流體平衡微分方程（歐拉平衡微分方程）的推導(dǎo)思路、方法、結(jié)論、意義

　　3、重力作用下的流體平衡

　　流體靜力學(xué)基本方程及其物理意義和幾何意義，各種壓強(qiáng)（絕對壓力、表壓、真空壓力）的表示方法，靜力學(xué)基本方程的應(yīng)用（液式測壓計(jì)）

　　4、幾種質(zhì)量力作用下的流體平衡

　　等加速直線運(yùn)動(dòng)流體的相對平衡，等角速旋轉(zhuǎn)流體的相對平衡

　　5、靜止流體作用在平面上的總壓力

　　靜止流體作用在任意形狀平面上總壓力的大小、方向以及作用點(diǎn)的計(jì)算方法

　　6、靜止流體作用在曲面上的總壓力

　　靜止流體作用在任意二向或三向曲面上總壓力的大小、方向以及作用點(diǎn)的計(jì)算方法

　　實(shí)驗(yàn)一：水靜壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)

　　第三章 流體運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)（35學(xué)時(shí)）

　　1、研究流體流動(dòng)的方法

　　歐拉法、拉格朗日法及其轉(zhuǎn)換關(guān)系

　　2、流體運(yùn)動(dòng)的基本概念

　　穩(wěn)定流和非穩(wěn)定流，流線和跡線，流管、流束和總流，有效斷面、流量和平均流速

　　3、連續(xù)性方程

　　一元流體流動(dòng)的連續(xù)性方程，空間流體流動(dòng)的連續(xù)性方程

　　4、理想流體運(yùn)動(dòng)微分方程及伯諾利方程

　　理想流體運(yùn)動(dòng)微分方程（歐拉方程）的推求，理想流體沿流線的能量方程（伯諾利方程）的推求

　　5、實(shí)際流體總流的伯諾利方程

　　實(shí)際流體總流的能量方程（伯諾利方程）的推求，緩變流斷面和動(dòng)能修正系數(shù)的概念、特性、引入意義，伯諾利方程的應(yīng)用（節(jié)流式流量計(jì)、測速管等）

　　6、泵對液流能量的增加

　　管路中設(shè)有泵站系統(tǒng)情況下，管流伯諾利方程的應(yīng)用

　　7、穩(wěn)定流的動(dòng)量方程

　　穩(wěn)定流動(dòng)量方程的推求及應(yīng)用（彎管水力問題、射流反推力以及自由射流沖擊力計(jì)算）

　　實(shí)驗(yàn)二：流量計(jì)實(shí)驗(yàn)

　　第四章 流體阻力和水頭損失（45學(xué)時(shí)）

　　1、管路中流動(dòng)阻力產(chǎn)生的原因及分類

　　沿程阻力和局部阻力的分類，產(chǎn)生原因（內(nèi)因及外因）

　　2、兩種流態(tài)及轉(zhuǎn)化標(biāo)準(zhǔn)

　　雷諾實(shí)驗(yàn)，層流、紊流流態(tài)的定義、特征及判別標(biāo)準(zhǔn)

　　3、實(shí)際流體運(yùn)動(dòng)微分方程式

　　實(shí)際流動(dòng)運(yùn)動(dòng)微分方程結(jié)論及意義

　　4、圓管層流分析

　　應(yīng)用N-S方程分析圓管層流的流速、流量、切應(yīng)力以及沿程水頭損失等

　　5、因次分析和相似原理

　　因次分析的瑞利法及Π定理，流動(dòng)相似的幾何相似、運(yùn)動(dòng)相似和動(dòng)力相似，常用相似準(zhǔn)數(shù)（雷諾數(shù)、富勞德數(shù)、歐拉數(shù)等的定義及物理意義）

　　6、紊流的理論分析

　　紊流的產(chǎn)生原理和特性，連續(xù)方程和運(yùn)動(dòng)方程，流速分布（紊流水力光滑、混合摩擦、水力粗糙的定義）

　　7、圓管紊流沿程水力摩阻的實(shí)驗(yàn)分析

　　沿程水力摩阻的達(dá)西公式，沿程水力摩阻系數(shù)的求解，莫迪圖的理解及應(yīng)用

　　8、局部水力摩阻

　　局部水力摩阻的通用公式，局部水力摩阻系數(shù)的確定

　　實(shí)驗(yàn)三：流動(dòng)狀態(tài)實(shí)驗(yàn)

　　實(shí)驗(yàn)四：沿程阻力實(shí)驗(yàn)

　　第五章 壓力管路的水力計(jì)算（35學(xué)時(shí)）

　　1、管路特性曲線?

　　長管和短管、簡單管路和復(fù)雜管路的定義，管路中無泵和有泵情況下的管路特性曲線

　　2、長管的水力計(jì)算?

　　工程中常見的長管計(jì)算的三類問題，簡單長管的水力計(jì)算，復(fù)雜長管（串聯(lián)管路、并聯(lián)管路以及分支管路）的水力計(jì)算及實(shí)例

　　3、短管的水力計(jì)算

　　短管的水力計(jì)算及實(shí)例

　　4、孔口和管嘴泄流

　　孔口、管嘴的定義、特點(diǎn)，孔口、管嘴出流流量的計(jì)算及比較

　　四、教材及主要參考資料

　　1、《工程流體力學(xué)》，袁恩熙主編，石油工業(yè)出版社，1986。

　　2、《工程流體力學(xué)》，賀禮清主編，北京：石油工業(yè)出版社，2004。

　　3、《工程流體力學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo)書》，倪玲英、王汝元主編，校內(nèi)印刷，1996。