一、流体力学实验教学的目的流体力学是是研究流体的平衡和机械运动规律的一门科学,是许多专业重要的技术基础课。实验方法是研究技术科学的重要手段,在流体力学中,尤其占有重要的地位。由于流体运动的复杂性,使得流体力学研究离不开科学实验。现代流体力学就是在纯理论的古典流体力学与偏重实验的古典水力学结合后才蓬勃发展起来的,理论分析、实验研究和数值计算是其三大支柱。因此,教学实验是学习流体力学课程必不可少的重要环节之一。其目的主要有:1.观察液流现象,增加感性认识,提高理论分析能力;2.验证流体运动的基本规律,测定经验系数值,巩固加深理论知识的学习;3.学会使用基本的量测仪器,掌握一定的实验技术和操作技能,锻炼动手能力;4.进行分析实验数据、整理实验成果及编写实验报告的训练,培养独立思考和独立工作的能力;5.树立严谨细致、实事求是的科学作风和爱护国家财产的良好风尚,为进行科研工作打下初步基础;6.利用或稍加改动现有仪器设备,改进、设计新的实验,量测新的参数,培养创新精神和能力。
二、本教材的主要内容及特点为了扩大学生的知识面,增强工程概念,本书特别撰写了流动要素量测简介;对流谱流线演示等9项演示型实验,流体静压强实验等10项量测型实验在实验目的、实验原理、实验装置、实验方法与步骤、注意事项等方面进行了详尽的指导;重点突出了实验成果分析与问题讨论,针对实验中观察到的液流现象、量测到的实验数据,提出一些问题供同学们思考与讨论,并提出改进性、设计性及创新性实验要求,书后以实验量测结果为依据,综合应用了流体力学、应用数学、量测技术等相关知识,以文字、数学分析和图表等形式,作了比较系统、全面、深入的解答,解答不局限于问题本身,还介绍了涉及到的与问题密切相关的工程实例、实验技巧,以加强学生分析问题、解决问题能力的锻炼,培养工程观念、创新精神与能力。
三、对学生的要求学生在实验前,应先学习学生实验守则,预习实验指导教材及实验报告中的相关内容。实验中仅仅能按规定完成实验操作步骤是远远不够的,还必须针对实测成果和演示型实验的观察进行问题讨论和实验,分析与思考。提倡独立实验,鼓励采用智能方法处理实验数据,避免繁琐计算,支持对现有实验装置进行大胆的设计和改进,进行实验探索。本教材由中南大学王英(第1、2、3、4章)、谢晓晴(第2、3、4章)、李海英(第3、4章)共同编写。
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编 者
2005年5月