第三章 流体流动的基本概念和方程 一、本章的教学目的及基本要求 目的：使学生理解连续性微分方程、理想液体运动微分方程、实际流体的运动 微分方程，掌握恒定总流连续性方程、理想液体元流的能量方程与实际液体总流 的能量方程、恒定总流动量方程以及恒定平面势流。 基本要求：本章主要讨论理想流体运动的基本规律，要让学生了解研究流体运 动的两种基本方法、流动的分类和流体动力学的基本概念，掌握流体流动的连续 性方程，掌握理想流体运动的微分方程，特别是理想流体微元流束的伯努里方程 和定常流动的动量方程，是学习后续知识及其它专业课的基础，应重点掌握；还 应掌握几种流速、流量计的测量原理。 二．本章各节的教学内容及分钟分配 §3-1研究流体运动的两种方法 20分钟 §3-2流动的分类 30分钟 §3-3流体动力学的几个基本概念 20分钟 §3-4流体流动的连续性方程 30分钟 §3-5理想流体运动的微分方程 50分钟 §3-6理想流体微元流束的伯努里方程 50分钟 §3-7伯努里方程应用 100分钟 §3-8定常流动的动量方程 100分钟 习题课 100分钟 实验 200分钟 共8学时+2学时+2学时 三、本章教学内容的重点和难点 重点：连续性微分方程，理想液体运动微分方程。 难点：应用连续方程、伯努里方程及流体静力学方程联立解决一维流动的流速（或 流量）和压强的计算问题。对这部分内容应结合例题加强训练。 四、本章教学内容的深化和拓宽 深化：理想流体的能量方程的推广，实际流体总流的能量方程在实际工程中的 应用，恒定总流动量方程在实际工程中的应用，恒定平面势流的实际意义。 拓宽：实际流体的运动微分方程在三维流场中的数值计算，理想液体元流的能 量方程的推广，实际流体总流的能量方程在实际工程中的应用，恒定总流动量方 程在实际工程中的应用，平面势流的应用。 五、本章教学方式（手段）及教学过程中应注意的问题 教学方式：讲授——提问——讲授——习题课——实验 注意问题：1）概念、原理、计算方法的理解、掌握。注意实际流体能量方程和 动量方程计算断面的选取，以及解题步骤与方法；注意有涡流与势流 2）注意复习高等数学的导数、微分与曲线积分等基本方法 六、本章的主要参考书目 《工程流体力学》（管楚定 北京电力专科学校） 《工程流体力学》（上海电力学院成教院） 《工程流体力学》（毛羽冲 江西电力专科学校） 七、本章的思考题和习题 思考题：3-1、3-3、3-4、3-6、3-7、3-8、3-9、 习题：3-2、3-5、3-6、3-7、3-8、3-11、3-17、3-19、3-22、3-23、3-26、3-27 授课序号：八 一、 包含教材章节 §3-1研究流体运动的两种方法 §3-2流动的分类 §3-3流体动力学的几个基本概念 二、本单元教学内容（具体到各知识点） §3-1描述液体质点运动的两种方法 20分钟 1） 欧拉法 2） 拉格朗日法 §3-2流动的分类 30分钟 1） 恒定流与非恒定流 2） 均匀流与非均匀流 3） 一元流与二元流、三元流 4） 有压流与无压流、射流 §3-3流体动力学的几个基本概念 50分钟 1） 流线与迹线 2） 流管、流束、元流 3） 流量 4） 过流断面 5） 断面平均流速。 三、本单元的教学方式（手段） 教学方式：讲授 四、本单元师生活动设计 教师提问——学生思考——教师讲授 五、本单元的讲课提纲、板书设计（电子教案） 电子教案： 六、本单元的作业布置 思考题：3-1 习题：3-1、3-2、3-6 七、课后总结 授课序号：九 一、 包含教材章节 §3-4流体流动的连续性方程 50分钟 §3-5理想流体运动的微分方程 50分钟 二、本单元教学内容（具体到各知识点） §3-4流体流动的连续性方程 50分钟 1） 流体流动的连续性方程推导 2） 恒定总流连续性方程的应用。 §3-5理想流体运动微分方程 50分钟 1） 理想流体的特点 2） 理想流体运动微分方程 3） 理想流体的能量方程 4） 理想流体能量方程的应用（比托管） 三、本单元的教学方式（手段） 教学方式：讲授 四、本单元师生活动设计 讲授提问——学生思考——讲授 五、本单元的讲课提纲、板书设计（电子教案） 电子教案 六、本单元的作业布置 思考题：3-3 习题：3-3 七、课后总结 授课序号：十 二、 包含教材章节 §3-6理想流体微元流束的伯努里方程 二、本单元教学内容（具体到各知识点） §3-6理想流体微元流束的伯努里方程 50分钟 1）理想流体微元流束的伯努里方程 2） 方程的物理意义和几何意义 理想流体微元流束的伯努里方程的应用 50分钟 三、本单元的教学方式（手段） 教学方式：讲授 四、本单元师生活动设计 讲授提问——学生思考——讲授 五、本单元的讲课提纲、板书设计（电子教案） 电子教案 六、本单元的作业布置 思考题：3-5 习题：3-15、3-16、3-17 七、课后总结 授课序号：十一 一、 包含教材章节 §3-7伯努里方程的应用 习题课 二、本单元教学内容（具体到各知识点） §3-7伯努里方程的应用 100分钟 1） 均匀流与渐变流的压强分布规律 2） 恒定总流伯诺里方程（即能量方程） 3） 能量方程各项意义 4） 能量方程的应用条件与注意事项 5） 能量方程的应用（文丘里管）：例题分析（一） 6） 能量方程的推广（有分流的能量方程与水泵）：例题分析（二） 三、本单元的教学方式（手段） 教学方式：例题讲述与课堂练习 四、本单元师生活动设计 讲授提问——学生思考——讲授 五、本单元的讲课提纲、板书设计（电子教案） 电子教案 六、本单元的作业布置 思考题：3-7 习题：3-20、3-23、3-24 七、课后总结 授课序号：十二 二、 包含教材章节 §3-8 定常流动的动量方程 二、本单元教学内容（具体到各知识点） §3-8 定常流动的动量方程 100分钟 1） 动量方程的适用条件 2）动量方程的解决问题 三、本单元的教学方式（手段） 教学方式：讲授 四、本单元师生活动设计 讲授提问——学生思考——讲授 五、本单元的讲课提纲、板书设计（电子教案） 电子教案 六、本单元的作业布置 思考题：3-3 习题：3-27 七、课后总结 授课序号：十三 一、 包含教材章节 第三章小结与习题课 二、本单元教学内容（具体到各知识点） 第三章小结 15分钟 连续性方程的例题与练习 35分钟 伯努里方程的应用 例题与练习 50分钟 三、本单元的教学方式（手段） 教学方式：讲授 四、本单元师生活动设计 讲授提问——学生思考——讲授 五、本单元的讲课提纲、板书设计（电子教案）： 电子教案 六、本单元的作业布置 思考题：3-6 习题：3-25、3-26、 七、课后总结