一、课程的性质和任务
流体力学是土木工程专业的一门重要技术基础课,它的任务是使学生掌握流体力学的基本概念、基本理论、基本计算方法和基本实验技能。通过本课程的学习,应使学生具有分析和解决流体流动问题的能力,并为学习有关后续课程,从事工程技术工作、开拓新技术领域和进行科学研究打下必要的基础。
二、课程的基本内容和要求
理论教学内容和要求
1.流体的主要物理性质和连续介质模型
理解流体的主要物理性质,特别是流体的粘性与牛顿内摩擦定律。理解连续介质模型。理解作用在流体上的力。
2.流体静力学
理解压强概念,掌握流体静压强分布规律和总压力的计算方法。了解浮体稳定性计算。
3.流体动力学理论基础
了解描述流体运动的两种方法,理解有关流束与总流的概念。理解流体运动的连续性微分方程,理解理想流体的欧拉运动微分方程及其沿流线的积分。掌握恒定总流的连续性方程、能量方程和动量方程及其综合应用。
4.量纲分析和相似理论基础
了解量纲分析的方法,理解相似概念和主要相似准则及其应用。
5.流动阻力和能量损失
理解流体运动的两种型态和雷诺数的概念。了解圆管层流的运动规律,了解圆管紊流特征、混合长度概念、紊流流速分布。理解管路沿程阻力系数的变化规律,掌握管路沿程水头损失及局部水头损失的计算方法。了解边界层概念和边界层分离现象及绕流阻力。
6.有压管流
掌握短管、长管(串联、并联)的水力计算方法,理解枝状管网的计算原理。
7.明渠均匀流
理解明渠均匀流的水力特征,了解水力最优断面及允许流速的概念。掌握明渠均匀流的水力计算方法。
8.明渠非均匀流*
理解断面单位能量、临界水深、缓流和急流的概念。了解明渠非均匀流的水力特征与水流现象。掌握棱柱形渠道中恒定非均匀渐变流水面曲线的定性分析,理解棱柱形渠道中恒定非均匀渐变流水面曲线的定量计算。
9.堰流
理解堰流的水力特征及堰流计算基本公式。掌握宽顶堰流量计算及小桥涵洞的水力计算*。
10.渗流
理解渗流基本定律。掌握集水廊道和单井的水力计算。理解井群的水力计算原理*。
实验教学内容和要求
1.实验学时数应占课程总学时数的10%左右。
2.实验包括演示型实验和量测型实验两类。
量测实验项目必须包括下列内容:点压强测量;流量系数测量;阻力系素测量。
3.提倡开设综合性、设计性实验。
三、能力培养的要求
1.习题作业不少于60题。
2.不断改革教学方法,提倡采用多媒体教学等先进手段,使学生进一步获取和掌握流体力学知识。
3.改进实验教学设备和实验教学条件,提倡每组实验学生人数不超过4人,以增加学生独立操作的机会,培养提高学生的实验技能和分析问题的能力。
四、几点说明
1.为适应加强基础、按大类培养的教改需要,建议本课程不少于48学时。
2.本基本要求为土木工程专业流体力学课程的最低要求,其中带*号者为选用部分。各校可在此基础上,根据情况加深、加宽。
3.本基本要求将课程教学的要求分为三个档次,即掌握、理解和了解。掌握是指对教学内容理解透彻、清楚,并具有应用所学知识解决实际问题的能力;理解是指对教学内容理解清楚,并具有分析、计算问题的能力;了解是指对教学内容具有基本知识,为今后进一步学习打下基础。
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