工程流體力學(北京理工大學提供的慕課)

工程流體力學是北京理工大學於2016年11月17日首次在中國大學MOOC開設的慕課課程，是國家精品線上開放課程。該課程授課教師是王國玉、韓占忠、黃彪、張敏弟、劉影。據2020年10月中國大學MOOC官網顯示，該課程已開課4次。

工程流體力學課程以工程套用為主旨，以流體的一元流動為主線，包括有流體物性、流體靜力學、流體運動學、流體動力學、流體流動數值模擬計算的方法和套用等內容。

基本介紹

• 中文名：工程流體力學
• 類 別：慕課、國家精品線上開放課程
• 授課平台：中國大學MOOC
• 提供院校：北京理工大學
• 授課教師：王國玉、韓占忠、黃彪、張敏弟、劉影
• 開課時間：2016年11月17日（首次）

課程性質

課程定位

工程流體力學是機械與動力類各專業的技術基礎課，是基礎課與專業課之間的橋樑，也是機械專業和車輛工程各專業的必修課。

課程背景

工程流體力學是力學的一個重要分支，已發展成為一門深入各個科學領域的重要學科。21世紀，隨著航空航天、船舶海運、流體機械、動力工程、水利發電、化學工程、氣象預報以及環境保護等行業的發展，需要解決許多有關流體力學的問題，同時也促進了流體力學的發展。

適應對象

工程流體力學課程適用機械專業和車輛工程各專業學習。

開課信息

開課次數	開課時間	授課教師	學時安排	參與人數
第1次開課	2016年11月17日至2017年01月23日	王國玉、韓占忠、黃彪、張敏弟、劉影	4小時每周	8852
第2次開課	2017年11月17日至2018年02月13日	王國玉、韓占忠、黃彪	3小時每周	12385
第3次開課	2018年10月09日至2019年01月20日		4小時每周	8973
第4次開課	2019年10月29日至2020年01月17日	王國玉、韓占忠、黃彪、張敏弟、劉影		23032
參考資料：

課程簡介

工程流體力學課程以工程套用為主旨，以流體的一元流動為主線。該課程教學內容共十四講，包括流體的物性、流體靜力學、流體運動學、流體動力學、層流與紊流以及有損失的管內流動、相似理論與量綱分析、一元氣體動力學等。考慮到現代流體力學的發展與科研套用，該課程還對流體流動數值模擬計算的方法和套用進行了簡單介紹。

課程大綱

前言 工程流體力學慕課課程介紹 第一講 緒論與流體物性 流體力學發展簡史 流體壓縮性與膨脹性 粘性與內摩擦定律 流體力學概論 連續介質假定 習題討論 單元習題1 單元習題2 第二講 靜力學基礎與靜壓強的測量 靜力學基本概念 靜壓強分布規律及壓強度量單位 靜壓強的測量 靜壓強舉例 靜力學微分方程 單元習題3 單元習題4 單元習題1 單元習題2 第三講 作用在固壁上的靜壓力 作用在平板上的力及其作用點位置 作用在曲面上的力及壓力體 作用在任意平板上的力 曲面作用力舉例 單元習題3 單元習題1 單元習題2 第四講 相對靜止問題 勻加速運動問題 勻角速旋轉問題 單元習題2 單元習題1 第五講 流動描述方法與連續性方程 連續性方程 流線與跡線、流場的基本概念 流體流動的描述方法、歐拉法與全導數 單元習題1 第六講 伯努利方程及其套用 伯努利方程套用3、總流的伯努利方程1 一元流動能量方程、伯努利方程意義及條件 文丘里流量計、總流的伯努利方程2 伯努利方程套用1、伯努利方程套用2 單元習題1 單元習題2 單元習題3 單元習題4 單元習題5 第七講 動量定理，本章複習 綜合套用舉例2 問題及系統與控制體、動量定理 動量定理套用3、綜合套用舉例1 動量定理套用1、動量定理套用2 單元習題2 單元習題3 單元習題1

第八講 流動能量損失，管中層流流動 層流與紊流、流態判斷方法 流動狀態分析 圓管層流流動1、圓管層流流量公式、管中層流阻力係數 流動損失基本概念、沿程與局部損失 層流流動舉例 單元習題1 單元習題2 第九講 管中的紊流流動，混合長度理論 若干計算公式 紊流的時均值、紊流附加切應力 普朗特混合長度理論、紊流的速度分布 紊流流動損失、尼古拉茲實驗、五個阻力區 第十講 局部損失，本章問題討論與複習 局部損失舉例 局部損失、突擴管的局部阻力 流動損失問題討論、流動損失習題 阻力損失計算舉例1、阻力損失計算舉例2 單元習題1 第十一講 相似原理與量綱分析 量綱分析原理、量綱分析舉例1 相似理論概述 相似準則1、相似準則2 π定理、量綱分析舉例2 相似準則3、相似理論舉例 單元習題2 單元習題1 第十二講 一元氣體等熵流動 音速，馬赫數和馬赫錐 一元氣體能量方程、等熵流動滯止關係式、臨界參數與極限參數 一元氣流基本特性，截面變化對流動的影響 阻塞現象及判據、問題舉例 氣體作為不可壓縮流體、一元氣體流動舉例 單元習題1 單元習題2 第十三講 氣體流動公式 流量、最大質量流量公式 噴管中的氣體流動 單元習題1 單元習題2 1、2章複習 平板作用力習題 曲面作用力習題 物性問題討論 靜力學問題討論 第十四講 邊界層概述與數值模擬簡介 邊界層概述、分離 數值計算方法概述與過程舉例 結束語 潛體的阻力、減阻問題 相似原理與量綱分析，一元氣體等熵流動複習 相似原理與量綱分析複習 一元氣體等熵流動複習 3、4章複習 動力學問題討論 動量定理套用 伯努利方程套用

參考資料：

課前預備

預備知識

工程流體力學課程要求預備高等數學，理論力學知識。

學習資料

書名	作者	ISBN	出版社	出版時間
《工程流體力學基礎》	韓占忠，王國玉	978-7-5640-6219-4	北京理工大學出版社	2012年
參考資料：

所獲榮譽

2018年，工程流體力學被中華人民共和國教育部認定為“國家精品線上開放課程”。

教師簡介

王國玉，北京理工大學機械與車輛學院教授、博士生導師。

韓占忠，北京理工大學機械與車輛學院副教授。

黃彪，北京理工大學機械與車輛學院副教授。

張敏弟，北京理工大學機械與車輛學院副教授。

劉影，北京理工大學機械與車輛學院副教授。