《工程流体力学（水力学）》教材简介

工程流体力学（水力学）

主编姓名:闻德荪

出版时间:1990年9月，1991年6月

出版单位:高等教育出版社

教材形式:文字教材

适用层次:本科

适用专业:环境类、给水排水、市政工程等专业

获奖情况:全国普通高等学校优秀教材二等奖，1995年；江苏省科学技术进步二等奖，1998年

作者简介:

闻德荪，教授，男，1933年生，1951年考入北京大学土木系，均因院系调整，入清华大学土木系，1955年毕业于同济大学道路与桥梁系。大学毕业后即分配到东南大学（原南京工学院）土木工程系任教，从事教学、科研、设计等工作，曾任环境工程教研室主任等职。

讲授环境工程等专业本科生的《工程流体力学》、《水力学》、《水力学及水文学》、《水力学及水力机械》和硕士生的《环境流体力学》，以及博士生的《液态金属渗流》专题课等。指导本科生的毕业设计和合作指导环境工程专业硕士生和材料科学与工程系博士生。

合作编写出版教材和丛书共6本。主编《工程流体力学（水力学）》上、下册教材（第1版），1990年9月、1991年6月由高等教育出版社出版，获1995年国家教委第三届高等学校优秀教材二等奖和1997年度江苏省科技进步二等奖。该教材上、下册修订版（第2版）的主编仍是闻德荪，2004年1月仍由高等教育出版社出版。该教材第3版的主编仍是闻德荪，已列入“十一五”国家级教材规划。另外，参编了全国土木类《工程流体力学、水力学试题库》，1999年由高等教育出版社按电子出版物出版。

结合教学和编写教材，撰写教学研究论文7篇，分别刊登于全国《教材通讯》、高等教育出版社《高教书讯》和东南大学《高等教育学报》，获得好评。个人和课程小组获优秀教学奖多次，“工程流体力学（水力学）”课程获1998年江苏省1类优秀课程奖，署名第2位。

负责和参加南京市、省、部、国家自然科学基金等多项科研项目。负责的《江苏省百家名镇之一——湖熟镇集镇建设与环境保护规划及对策研究》，获南京市1995年科技进步二等奖，署名第1位。南京日报等曾在第1版作了专门的报道。国家自然科学基金项目《新型多孔泡沫金属水下声阻尼吸收特性》，主要参加者，负责项目主题，创造性地完成。《金属基复合材料及多孔金属的渗流制备模拟法》，1993年申请专利，1998年获国家发明专利，署名第1位；专家、学者认为是国内首创，是流体力学、材料科学等学科配合突破的难题，具有重要的理论意义和实际意义。发表的科研论文，有的被国外《全俄科技文摘》（俄罗斯）收录，有的获省教委科技进步论文三等奖，署名第2位，博士生署名第1位。国家建设部“八五”攻关项目“控制汽车尾气污染的城市交通规划方法与参数的研究”，任项目负责人，该项目的研究成果在镇江市、合肥市、鞍山市的城市综合交通规划中得到应用和体现。相关各省科委组织的鉴定意见中，均提及在交通环境影响评估等方面都有所创新。

教材简介:

《工程流体力学（水力学）》上、下册教材（第1版）是国家教委《水力学和工程流体力学》课程教学指导小组审定的国内第一本适用于高校环境工程专业（有的含给水排水工程专业）主干技术基础课程“工程流体力学（水力学）”的教材，也可供其他专业师生和科技人员参考。本教材分上、下册。上册内容包括:绪论，流体静力学，流体运动学，理想流体动力学和平面势流，实际流体动力学基础，量纲分析和相似原理，流动阻力和能量损失，边界层理论基础和绕流运动；下册内容包括:有压管流，明渠流，孔口、管嘴、闸孔出流及堰流，紊流射流和扩散基本理论，渗流，可压缩流体的流动。教材注意继承，又积极进行改革，在内容、体系等方面均有特色和创新，反映了著者长期从事教学、科研和工程实践的经验和成果。本教材注重加强理论基础和培养能力，注意适当结合专业和联系实际，各章均有精选的例题和习题，文字简洁，图文并茂。参加教材（第1版）编写的有:东南大学闻德荪、王世和，重庆建筑工程学院魏亚东，北京建筑工程学院李兆年，主编闻德荪；由哈尔滨建筑工程学院屠大燕教授和清华大学余常昭教授审阅。

《工程流体力学（水力学）》上、下册教材修订版（第2版）是在保持原教材（第1版）优点、特点和特色的基础上，积极进行改革，力求有所新意、进展和提高。教材修订版（第2版）基本上保持原教材（第1版）的内容和体系，又有所增减和更改，更注重和探索对学生能力的培养。改写了绪论，增加了地下水污染扩散等内容和一些章节的例题、讨论题、习题，教材后附有习题答案、中英文术语对照等。教材（第2版）内容丰富、充实，有启发性，便于教和学，可作为高校环境类、给水排水、市政工程等专业工程流体力学或流体力学或水力学课程的教材，亦可供其他专业师生和科技人员参考。参加教材（第2版）编写的有:东南大学闻德荪、黄正华，北京建筑工程学院李兆年，主编仍是闻德荪；由清华大学李玉柱教授审阅。

教材的主要特色与创新点:

教材作者在调查研究的基础上，明确编著的指导思想和一些原则:1.既要继承，又要积极改革、创新。2.要从整体上考虑并解决问题，又要把握住要害——科学性和能力、素质培养。3.内容要精，要管用，加强必要的理论基础，适当结合专业，联系实际；体系、结构要比较严密、完整。4.基本理论的阐述必须准确，文字力求简洁，图文有机配合，便于和利于教和学等。作者明确的，努力要做到的，亦是教材的特色或创新点。

根据环境工程等专业培养目标和后续课程以及科研的要求，教材第1版就增加了流体“扩散基本理论”的内容，介绍了它们的基本理论和在专业中的应用。因为在专业课中有关的几个主要公式，只给公式结论，一般不介绍理论阐述和推导（包括流体扩散偏微分方程的求解），学生不易理解、接受和应用。教材介绍了当条件适宜时，常采用的相似变换法来求解偏微分方程的解析。这样，既避免学生没有学过偏微分方程的求解方法，又可复习和应用教材中介绍的量纲分析法和高等数学中的常微分方程求解方法。这样介绍专业课中的几个主要公式得出的理论根据和扼要的推导过程，为学生更好地理解、掌握和应用提供了基础，得到了有关师生和科技人员的欢迎和好评。教材编入这方面的内容，在国内外是较早的，亦是有别于其他书籍的介绍。

根据学科发展的趋势，无论是学习、研究流体运动的规律或与流体运动有关的其他交叉学科，三维流动的基本理论（基本概念、基本原理、基本方法）是最基本、最重要的，且将长期起作用；而一维流动的基本理论，在工程实际中是常用的。教材比较完整地介绍了三维流动的基本理论，并由此延伸得出一维流动的基本理论；同时，又从一维流介绍一维流动的基本理论，这样既可保证三维流动基本理论和一维流动基本理论的完整性，又可通过对比加深理解和掌握。这样组织的内容和体系，加强了基本理论，又避免了内容的重复。后来，国家教委组织修订的环境类和土建类多学时（给水排水工程专业）的“工程流体力学”、“水力学”课程教学基本要求，基本上采用了这一体系，推进了课程改革和建设。

培养学生的能力，从某种意义上来讲，在很大程度上体现为教会学生掌握方法，教材尽量地体现这一点。例如，对于理论分析方法的表述，一般是:对流体运动现象进行物理观点的描述，提出物理模型；根据物理学的普遍定律（如质量不灭定律、牛顿定律等）结合流体物性，建立描述流体运动规律的方程（数学模型）；利用各种数学工具解出方程，并对它进行分析，指出适用范围和条件等。这样的表述步骤有助于学生对理论分析方法和基本理论的理解和掌握、应用；亦有助于培养分析、解决问题和探索、开拓的能力。

又如，培养发现、提出、分析、解决问题的能力，都需要对基本概念、基本原理的准确、深刻的理解。因此，教材在介绍基本概念时力求严谨、确切、形象、清晰；在介绍基本原理时，既着重物理观点的阐述，又对必要的数学处理给予扼要的推导过程，并把两者结合起来；在介绍基本方程应用时，提出带规律性的应用方法、步骤和关键、要点，并举例说明。例如，应用总流伯努利方程求解问题，它的步骤和方法一般是:分析流动现象，建立流动图形，选取好过流断面、计算点、基准面，以及能量损失的计算等。这样的阐述和处理，有助于掌握基本方程及其应用和培养分析、解决问题的能力。

再如，为了加强对基本理论的理解和掌握，以及提高分析、解决实际问题的能力，教材精心设计和选编了例题和习题，并尽量使之具有启发性、代表性、典型性和实用性。在安排上，有时将一个流动现象和问题，为了达到不同的目的和要求，多次作为例题；有时则将一个综合的问题分解为几个例题，亦有一个例题回答几个问题的，有分有合。例如，盛水容器绕铅垂轴作等角转速度旋转的流动现象和问题，在几章中都作了例题。

教材修订版（第2版）保持了原教材（第1版）的优点、特点和特色，并积极进行改革，力求有所新意、进展和提高，更注意和探索培养学生能力和掌握方法。在这里仅提一个情况:主要是在理论基础部分，增加了在教学过程中提出的一些启发性的讨论题，包括流体力学中著名的佯谬（疑题）及其讨论的内容。例如，流体静力学矛盾（静水奇象）、儒可夫斯基佯谬、达朗伯佯谬等，学生对这些讨论题很感兴趣，对培养学生发现、提出问题和科学思维的能力等，都是有益的。

教材使用情况:

教材（第1版）于1990年、1991年出版后，清华、同济、东南大学等10多所高校有关专业选用作为本科生的教材，有的作为硕士生、博士生的参考书。有的教师反映，该教材编写得很好，会推进该课程教材的改革和建设。有的学生反映，该教材是看过、学习过的为数不多的优秀教材之一，感谢教师为他们编写了一本好的教材。使用该教材的本科生，在校学习后续课程有关内容时，觉得很受启发、帮助；毕业后，在实际工作中能很好地解决相应层次的工程设计和科研中的有关工程流体力学（水力学）的问题，有的并有所改革、创新。硕士生、博士生在科研中参考该教材取得成果，在发表的论文中将该教材列为主要参考文献。

另外，该教材作为全国土木类《工程流体力学》、《水力学》课程试题库的参考教材，试题库收入了该教材中的不少例题和习题。该教材亦是国家教委组织修订的环境类、给水排水工程专业“工程流体力学（水力学）”课程教学基本要求的主要参考书；要求的内容、体系基本上与该教材相同，推进了课程的改革和建设。

该教材（第1版）于2001年7月第8次印刷，上、下册总印数各为19000多册。对于过去每年招收学生人数不多的环境工程专业来讲，这样的印刷次数和发行量以及使用近10年左右的时间，亦从一个侧面反映了该教材的使用情况。

教材的修订版（第2版）于2004年1月出版后，据提供的信息，中山大学、四川大学、东南大学、太原理工大学、南京工业大学、北京建筑工程学院等高校有关专业选用作为本科生教材。教材修订版（第2版）于2006年12月已第5次印刷，上、下册总印数分别为16605册、16305册。据初步了解，有关师生反映教材（第2版）修订得很好，有新意、创意、特点、特色，会得到好的使用效果。

《工程流体力学（水力学）》上、下册教材修订版（第3版），已列入“十一五”国家级教材规划。作者定会继承优良传统，不断进取，努力把修订工作做好，为培养人才、发展科技、建设祖国，作出贡献。