Fluid Mechanics

课程简介

1. 流体基本概念（2 周） 流体问题的本质，包括该主题的历史概述和一些典型的工程问题。定义和性质，包括密度、比容、相对密度、压力、可压缩性、体积模量、表面张力、毛细现象、状态、单位和维度，理想流体、粘性、牛顿粘性定律、实际流体。 2. 静止流体（2 周） 静水压力分布。作用在表面的推力。压力测量。浸没和漂浮物体及容器中液体在加速情况下的平衡的初步处理。 3. 流体流动可视化与运动学（1 周） 速度场。流线、迹线、迹线。稳定和非稳定流动，层流和湍流，均匀和非均匀流动，可压缩和不可压缩流动，流动运动和运动学。计算流体动力学和水力模型的基本介绍。 4. 量纲守恒原理及推导方程（4 周） 控制体积和表面。质量守恒和连续性方程。动量原理和分析。稳定流动能量方程。伯努利方程。射流冲击和推进，喷嘴。速度和流量测量：皮托管、流速计、风速计、文丘里管、孔板、缺口和溢流堰。 5. 管道流动及应用（2 周） 管道摩擦公式，水头损失和压力降。水力等级线和能量等级线。分支和环形网络中的管道流动；喷灌流动和应用区域。 6. 尺度分析与泵性能（2 周） 几何、运动和动力相似性。尺度分析，贝基姆方法。叶轮机械性能。泵的无量纲标记，泵与管道系统的匹配。 7. 实验室工作 静水压力；V 型缺口；文丘里管；射流冲击。

学习目标

本课程旨在： (1) 使学生熟悉流体力学的基本原理； (2) 使学生掌握流体力学基本实验技术； (3) 训练学生应用基本原理解释流体力学相关现象并解决实际工程问题。

先修要求

互斥科目：CSE29207 液体力学导论（EESD）

教学模式

(1) 流体力学的基本原理和应用程序将在讲座中介绍； (2) 辅导课将以例课和问题解决会的形式进行，以补充讲座的理解； (3) 实验将帮助学生了解物理原理的局限性，并提供熟悉基本仪器的机会。