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工程流体力学(水力学)课程教学基本要求 (环境类 )
2009-09-15  全国高等学校教学研究中心  

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  一、课程的性质和任务

  工程流体力学(水力学)是环境类专业及给水排水工程专业的主要技术基础课之一。它的主要任务是通过各个教学环节,运用各种教学手段和方法,使学生掌握流体运动的基本概念、基本原理、基本计算方法;培养学生分析、解决问题的能力和实验技能,为学习后续课程、从事工程技术工作、科学研究以及开拓新技术领域打下坚实的基础。

  二、课程的基本内容和要求

  理论教学内容和要求

  1.流体主要物理性质和流体模型概念

  理解流体主要物理性质,特别是粘性和牛顿内摩擦定律。理解作用在流体上的力。理解连续介质、理想流体和实际流体、可压缩和不可压缩流体的概念。

  2.流体静力学

  理解流体静压强的概念及其性质。掌握流体平衡微分方程及其在相对平衡中的应用。掌握点压强和总压力的计算。

  3.流体动力学理论基础

  了解描述流体运动的两种方法,建立流场概念。了解流体运动的微元分析法。理解连续性微分方程和欧拉方程。了解流体微团运动的基本形式。理解有势流动和有旋流动。理解速度势函数、流函数和流网。了解势流叠加原理。了解纳维-斯托克斯方程及其各项的物理意义。掌握流体运动的总流分析法,能综合运用连续性方程、能量方程和动量方程计算总流问题。

  4.量纲分析和相似理论基础

  理解量纲分析法、力学相似概念和主要相似准则的意义及应用。

  5.流动阻力和能量损失

  掌握流体运动的两种形态及其判别。理解圆管中层流的运动规律。理解紊流的特征、紊流时均化概念。了解附加切应力及混合长度的概念。理解边界层概念、边界层分离现象及绕流阻力。理解沿程能量损失的成因和阻力系数的变化规律,掌握沿程能量损失的计算方法。理解局部能量损失的成因,掌握沿程能量损失的计算方法。*了解无限空间紊动射流的规律以及紊动扩散的基本概念。*了解紊流扩散方程。

  6.有压管流

  掌握有压管流的水力计算和水头线绘制方法。了解枝状管网的水力计算方法。了解环状管网的计算原理。理解水击现象和直接水击的计算方法。

  7.明渠恒定流

  掌握明渠均匀流产生的条件、特征及其水力计算。掌握明渠渐变流的特征、断面单位能量、临界水深、临界底坡以及急、缓流态的判别。理解水跃现象及其基本方程。理解棱柱形渠道中的非均匀渐变流水面曲线定性分析。*应用直接求和法计算和绘制水面曲线。

  8.孔口、管嘴和堰流

  掌握孔口、管嘴和堰流的基本公式及其应用。

  9.渗流

  掌握渗流定律及单井、集水廊道的水力计算,理解井群的计算原理。了解渐变渗流的水面线的定性分析。

  *10.一维可压缩气体流动了解一维可压缩气体流动的基本概念。

  实验教学内容和要求

  1. 实验的学时数应不少于课程总学时数的10%。

  2. 实验应包括演示实验和定量量测实验两大类。

  量测实验项目必须包括下列内容:压强量测;流速测定;流量系数测定;阻力系数测定。

  演示实验以提倡了解现代量测技术和水流现象分析为主。通过实验,应使学生掌握常规的水流量测技能;了解现代量测技术,具有观察分析各类水力现象的能力,并具有分析、整理实验数据和编写实验报告的能力。

  三、能力培养的要求

  教学中要注意处理好掌握知识和培养能力两者之间的辨证关系。应从以下几方面加强对学生能力的培养:

  1.课堂教学应提倡启发式、互动式。着重讲清基本概念、基本理论、分析问题的思路和方法,并配以适当的讨论,培养学生分析问题和解决问题的能力。

  2.充分利用现代化教学技术,如多媒体课件、网络课件等。

  3.重视实验教学环节,要求学生独立操作,并分析实验成果,以培养学生的动手能力和从事科学实验研究的能力。建议有条件的学校将水力学实验单独设课、单独考核。

  4.指导学生阅读参考书、查阅文献和资料,培养学生主动学习、获取知识的能力。

  5.精选具有一定数量的习题,建议不少于90题,提倡题型多样化,覆盖面广。

  6.创造应用计算机进行水力学问题计算的条件,培养学生使用现代计算技术解决问题的能力。

  四、几点说明

  1. 本基本要求只包括环境类、给排水等专业工程流体力学(水力学)课程的最低要求。各院校可在此基础上,带"*"号的内容可根据情况取舍。

  2. 本基本要求将课程教学内容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。

  3. 本课程建议学时72学时。

 

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