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流體力學
(大連理工大學建設的慕課)
鎖定
流體力學課程是大連理工大學建設的慕課、國家精品在線開放課程、國家級一流本科課程。該課程於 2017年06月26日在中國大學MOOC首次開設。該課程授課教師為劉志軍、許曉飛、劉鳳霞、魏煒、王曉娟。據2022年3月中國大學MOOC官網顯示,該課程已開課10次。
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- 中文名
- 流體力學
- 類 別
- 慕課、國家精品在線開放課程、國家級一流本科課程
- 建設院校
- 大連理工大學
- 授課平台
- 中國大學MOOC
- 授課老師
- 劉志軍、許曉飛、劉鳳霞、魏煒、王曉娟
- 首次開課時間
- 2017年06月26日
流體力學課程建設
流體力學課程是過程裝備和控制工程專業的核心課程,由大連理工大學化工機械學院流體與粉體教研室承擔建設。課程授課團隊由劉志軍教授帶領,從2000年就已從事該課程的教學工作。在新時期本科教育的發展需要和提高教學質量的前提下,該課程在授課方式、教學方法和手段、課程內容的組織和安排、教學資源數字化等方面進行了改革。經過團隊的努力,2013年已建成為遼寧省資源共享課,2018年已建成為國家精品在線開放課程,國家級一流本科課程。
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流體力學課程性質
流體力學課程背景
流體力學課程是基礎學科,又是多專業多領域的應用學科。流體力學的研究手段先進,與各類工程專業結合密切,與其他學科的交叉滲透廣泛深入。從而顯出流體力學的重要性,也説明流體力學的複雜程度。流體力學理論性強,概念抽象,數學功底要求高。流體力學課程是教師難教、學生難學的課程之一,針對這個問題,團隊教師在對照中國內外教學經驗的基礎上,注重培養學生的學習興趣和動手實踐的積極性,為學生提供分析和討論實際流體力學問題的平台,鼓勵學生多思考、多應用,建成一定特色的課程體系。
流體力學課程定位
流體力學課程的任務是使學生對流體及其運動規律有基本的認識,在理論和實踐上掌握典型化工單體設備中流體流動規律。在着重講述流體的性質,平衡規律和流動的幾個基本方程(連續方程、能量方程及動量方程)的基礎上,進一步講述了理想和粘性流體二元流動的基本知識。對流體運動的邊界層理論和湍流理論,作了較深入的講解。建立學生知識結構和能力結構的對應關係,培養學生數學、自然科學和工程知識的應用能力、對工程問題的識別和提煉、定義和表達、分析和實證的能力以及運用技術、技能和現代工程工具從事工程實踐的能力。為以後學生在學習專業課程,從事相關工程技術和科學研究工作打下基礎,利用所學知識,分析和解決工業生產過程中的實際問題。
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流體力學適應專業
流體力學課程簡介
流體力學課程共11章內容,第一章,講述流體的定義,流體力學的範圍、基本定律,解題的步驟和方法等內容;第二章,瞭解流場的分類,判斷流體具有的粘性力和粘度,連續性介質假設對於流體力學的意義等;第三章,講述流體靜力學基本方程式和牛頓粘性定律,並説明其物理意義等;第四章,瞭解伯努利方程的適用條件,質量守恆定律的控制體表達式各項的物理意義等;第五章,講述流體微元的運動的分類和方式等內容;第六章,講述伯努利方程和歐拉方程的關係,瞭解“有旋無勢”流動等;第七章,講述旋渦的概念, 二元旋渦的速度和壓強分佈等內容;第八章,瞭解相似的概念, 量綱分析與幾種數值方法的關係等;第九章,講述粘性流體中的基本分析,瞭解粘性流體的流動狀態等內容;第十章,講述邊界層的概念,幾種邊界層的計算方法等;第十一章,瞭解氣體的性質和氣體一維定常流動的方程,氣流的參考狀態等內容。
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流體力學課程大綱
一、 緒論 1.1 流體的定義 1.2 流體力學的範圍 1.3 流體力學的基本定律 1.4 分析方法 1.5 解題步驟和方法 1.6 量綱和單位制 1.7 小結 二、基本概念 2.1 連續介質模型 2.2 速度場 2.3 一維、二維和三維流動 2.4 均勻流動和均勻流場 2.5 跡線、脈線和流線 2.6 應力場 2.7 牛頓型流體:粘性 2.8 非牛頓流體 2.9 流體運動的描述和分類 2.10 小結 三、流體靜力學 3.1 流體靜力學基本方程 3.2 標準大氣壓 3.3 絕對壓強和表壓 3.4 靜止液體對平板的作用力 3.5 靜止液體對曲面的作用力 3.6 浮力和穩定性 3.7 非慣性座標系中的靜止液體力 3.8 流體靜力學基本方程式的應用 3.9 小結 四、控制體積分形式的基本方程 4.1 系統的基本方程 4.2 輸運公式 4.3 質量守恆方程 4.4 慣性控制體的動量方程 4.5 直線加速的控制體的動量方程 4.6 任意加速運動的控制體的動量方程 4.7 伯努利方程的應用 4.8 積分形式的動量矩定理 4.9 慣性控制體的熱力學第一定律 4.10 慣性控制體的熱力學第二定律 4.11 小結 五、流體運動的微分分析法簡介 5.1 場概念 5.2 連續性方程 5.3 流體微元的運動 5.4 動量方程 5.5 小結 六、不可壓縮無粘流動的流體動力學 6.1 無粘流動的應力場 6.2 無摩擦流動的動量方程:歐拉方程 6.3 流線座標中的歐拉方程 6.4 歐拉方程沿流線積分 6.5 靜壓強、滯止壓強和動壓強 6.6 熱力學第一定律與伯努利方程的關係 | 6.7 無旋流動的伯努利方程 6.8 非定常流動的伯努利方程 6.9 小結 七、旋渦的基本理論 7.1 旋渦的基本概念 7.2 開爾文速度環量定理 7.3 亥姆霍茲(Helmholtz)定理 7.4 旋渦的誘導速度 7.5 二元旋渦的速度分佈和壓強分佈 7.6 小結 八、量綱分析與相似原理 8.1 相似概念 8.2 量綱與量綱齊次性 8.3 量綱分析與瑞利法 8.4 量綱分析與π定理 8.5 流動相似 8.6 動力相似準則 8.7 常用的相似準則數 8.8 相似準則的選擇 8.9 小結 九、粘性流體管內流動 9.0 粘性流體管內流動-引言 9.1 粘性流體中的基本分析 9.2 不可壓縮粘性流體的運動微分方程 9.3 粘性流體的兩種流動狀態 9.4 管內流動的兩種阻力損失 9.5 流體在圓管中的層流流動 9.6 流體在圓管中的湍流流動 9.7 湍流沿程損失係數的實驗研究 9.8 局部損失係數 9.9 孔口出流 9.10 管嘴出流 9.11 管道的水力計算 9.12 有壓管道的水擊(水錘) 9.13 小結 十、粘性流體繞物體的流動 10.1 邊界層概念 10.2 層流邊界層的微分方程 10.3 邊界層動量積分方程 10.4 平板層流邊界層的計算 10.5 邊界層排擠厚度和動量損失厚度 10.6 平板湍流邊界層的計算 10.7 平板混合邊界層 10.8 曲面邊界層及邊界層分離現象 10.9 物體在流體中運動的阻力 10.10 直均流繞圓柱體的運動 10.11 圓球在流體中運動的阻力 10.12 小結 十一、可壓縮流體流動基礎 11.1 氣體的基本性質 11.2 微弱擾動的一維傳播 11.3 氣體一維定常流動的基本方程 11.4 氣流的參考狀態 11.5 變截面的等熵流動 11.6 小結 |
流體力學開課信息
開課次數 | 開課時間 | 授課教師 | 學時安排 | 參與人數 |
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第一次開課 | 2017年06月26日~2017年12月16日 | 劉志軍、許曉飛 劉鳳霞、魏煒、王曉娟 | 3-5小時每週 | 13990人 |
第二次開課 | 2018年04月09日~2018年07月17日 | 5小時每週 | 10006人 | |
第三次開課 | 2018年07月23日~2018年11月17日 | 3小時每週 | 18404人 | |
第四次開課 | 2019年04月22日~2019年08月06日 | 劉志軍、許曉飛 劉鳳霞、魏煒 | 9053人 | |
第五次開課 | 2019年08月26日~2019年11月21日 | 5小時每週 | 8802人 | |
第六次開課 | 2020年02月24日~2020年06月04日 | 3-5小時每週 | 11890人 | |
第七次開課 | 2020年09月07日~2020年12月27日 | 6874人 | ||
第八次開課 | 2021年04月06日~2021年07月26日 | 7255人 | ||
第九次開課 | 2021年09月06日~2021年12月27日 | 4小時每週 | 9027人 | |
第十次開課 | 2022年03月14日~2022年07月08日 | 3-5小時每週 | 待定 |
流體力學教學目標
1、保證學生掌握流體力學中涉及的基本概念和理論。
2、培養學生合理應用模型和基礎理論分析和解決流體流動問題的能力。
流體力學學習預備
流體力學預備知識
流體力學學習資料
- 使用教材
書名 | 作者 | 出版社 | 出版時間 |
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Introduction to Fluid Mechanics (EIGHTH EDITION) | Robert W. Fox (Purdue Univ.) | JOHN WILEY & SONS, INC | 2011年 |
流體力學(上&下冊) | 丁祖榮 | 高等教育出版社 |
- 參考教材
書名 | 作者 | 出版社 | 出版時間 |
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化工流體力學 | 戴幹策、陳敏恆 | 化學工業出版社 | 1988年 |
工程流體力學 | 黃衞星、陳文梅 | 化學工業出版社 |
流體力學考核標準
流體力學課程考核成績採用滿分百分制,總分100分,達到課程要求,由各分項成績彙總後評定總成績。
該課程的學習環節包含:授課視頻學習、參與課程討論、完成章節練習題、參加期末考試。
課程學習成績由兩部分構成:
1、過程考核(測驗、課後作業等):參與一定次數的課堂交流討論;完成課後各章節作業、測驗,考核作業完成的質量。過程考核佔20%。
2、期末考試:課程結束後,學生可以參加課程的最後考試,成績佔80%。
流體力學教師簡介
- 參考資料
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- 1. 第一次開課--- .中國大學MOOC[引用日期2021-07-05]
- 2. 第十課時--- .中國大學MOOC[引用日期2022-03-10]
- 3. 第六課時--- .中國大學MOOC[引用日期2022-03-10]
- 4. 第二課時--- .中國大學MOOC[引用日期2022-03-10]
- 5. 劉志軍-- .中國大學MOOC[引用日期2022-03-10]
- 6. 許曉飛-- .中國大學MOOC[引用日期2022-03-10]
- 7. 劉鳳霞-- .中國大學MOOC[引用日期2022-03-10]
- 8. 魏煒--- .中國大學MOOC[引用日期2022-03-10]
- 9. 王曉娟-- .中國大學MOOC[引用日期2022-03-10]
- 10. 劉鳳霞--- .大連理工大學[引用日期2022-03-10]
- 11. 劉志軍-- .大連理工大學[引用日期2022-03-10]
- 12. 許曉飛-- .大連理工大學[引用日期2022-03-10]
- 13. 魏煒--- .大連理工大學[引用日期2022-03-10]
- 14. 教育部關於公佈2018年國家精品在線開放課程認定結果的通知 - .中華人民共和國教育部政府門户網站[引用日期2022-03-16]
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