工程流体力学是国内外高校多数工科专业“标配”的专业基础课程。纵观国内尤其是国外高校设置该课程的工科专业，除过程装备与控制工程专业外，主要还有化学工程、机械工程、能源动力工程、航空航天工程、土木工程、环境工程、安全工程等。如此多的工科专业将工程流体力学作为“标配”课程，原因有二。其一是流体及其流动现象在日常生活和工程实际中普遍存在，以至于众多领域的工程师都必须面对和解决流体及流体流动所带来的问题；其二是作为大学本科课程，工程流体力学对相关工程专业学生应用数学、自然科学、现代计算方法与工具解决本专业复杂工程问题的能力培养具有特别的意义和价值。
从工程专业认证指标体系看，其对毕业生素质的考察指标有１２项，总结其中前１～６项指标（工程知识、问题分析、设计与开发、科学研究、使用现代工具、工程与社会）和最后的第１２项（终身学习的意识与能力），其核心是“应用数学及自然科学和现代计算方法与工具解决本专业复杂工程问题的能力”和“适应专业发展的自主学习能力”。
工程流体力学能在如此多的工科专业中作为“标配”课程，其原因就在于该课程对这些指标体系都具有直接或比较直接的支撑作用。
一、工程流体力学是过程装备工程师必备的专业基础
之所以说工程流体力学是过程装备工程师必备的专业基础，是由工程流体力学的研究对象与过程装备的专业内涵共同决定的。
过程装备即过程工业中实现流程性物料的物理－化学加工过程，或以流程性物料为载体实现能量转换过程的机器和设备。从物料形态上讲，过程装备中加工处理的物料都具有流体属性（气体、液体或流态化的颗粒／粉体，即流程性物料）。从加工过程上讲，流动是过程的普遍特征，也是过程的主导行为。至于过程装备的开发与创新，虽然涉及结构与强度，内构件技术，加工制造技术，材料、控制及装置集成等多个方面，但从装备服务于过程的目标出发，以实现新工艺和过程强化为目标的设备结构和内构件技术的创新历来是关注的重点。究其原因，一是过程设备内构件形式多样，没有定式，创新思维及设计空间大；二是因为内构件创新是改变过程控制因素———流体动力学行为最直接有效的手段，即：通过内构件创新改变流场空间及边界条件，为新工艺的实现或过程强化（高效、节能、低碳、清洁、安全）创造有利的流动条件（改善流场分布、实现充分接触、干扰边界层、增强横向混合、减小流动阻力等）。
由此可见，流体流动不仅是过程装备专业工程师日常工作必然面对的问题，也是过程装备结构及内构件创新的重要出发点，具备必要的流体力学基础对过程装备工程师的重要性不言而喻。
二、工程流体力学课程教学与过程装备专业学生的能力培养
与其他许多工程专业一样，过程装备专业也不例外，工程流体力学成为过程装备与控制工程专业的核心课程，一是因为扎实的流体力学基础对过程装备专业工程师的日常工作及职业发展有重要支撑作用，二是其在本专业学生“应用数学和自然科学及现代计算方法与工具解决过程装备复杂工程问题”的能力培养方面具有重要的支撑作用。
（一）应用高等数学与自然科学（物理学）的能力培养
研究流体流动过程依据的基本原理就是物理学中的三大守恒定律：质量守恒、动量守恒、能量守恒。可以说，流体流动问题的研究过程，就是不同流动条件下如何应用守恒定律的过程。而流体力学中针对控制体得到的质量守恒、动量守恒和能量守恒积分方程，以及针对微元体建立的程连续性方程和运动微分方程，就是流体流动遵循守恒定律的数学表述。
另一方面，由于流体流动问题中各种运动参数的不断变化，因此各种守恒关系就不可能直接用流体参数与运动参数的简单代数方程来表示，而必须借助高等数学的微积分工具来描述。这就决定了流体流动问题分析必须频繁应用积分微分和微分方程知识及矢量运算知识。
因此，工程流体力学集中体现了高等数学与物理学知识的应用，而且其应用的频度与深度均远在其他许多课程之上。可以说，在专业认证指标中要求的“能够将数学、自然科学知识用于分析、表达和解决复杂工程问题”的能力培养方面，工程流体力学课程的支撑作用或价值都占据着不可替代的重要位置。
（二）应用现代计算方法与工具解决实际问题的能力培养
具体而言，现代计算方法与工具指的是：以工程数学和数值分析为代表的现代计算方法，以计算机及计算软件为代表的现代计算工具。其中，针对过程装备专业，工程数学和数值分析中较为常用的内容包括：线性代数、积分变换、特殊函数、数理方程、非线性方程组、数值积分、数值微分等。
对于这些现代计算方法，工程流体力学本身就是其最重要的应用领域之一。原因很明确：流体力学问题中的积分方程或微分方程，尤其是针对工程实际的复杂问题，很多情况下都只能应用这些方法才能获得理论解，或更多的是结合计算机工具得到离散解（如ＣＦＤ）。因此，在专业认证指标中要求的“能应用现代计算方法与工具或能选择与使用恰当现代工程工具对复杂工程问题进行预测与模拟”的能力培养方面，工程流体力学课程同样具有重要的支撑作用。
（三）解决复杂工程问题的能力培养
从大学本科教育的角度看，解决复杂工程问题能力的培养重点在于：以典型的工程实际问题为例，培养其认识问题基本特性的能力、提出问题解决方案的能力、全方位评价解决方案合理性的能力，应用所学知识对问题进行分析、实验、预测、模拟并从中获得有效结论的能力。很显然，这是通过专业教学计划并按相应质量要求完成该计划的所有教学环节后达到的目标。在这一方面，贯穿于工程流体力学课程中的变化与守恒的观点，针对不同流动问题，从问题特征分析、抽象概括、假设简化、数学建模开始，直至问题求解、结果分析与讨论、获得有效结论的研究过程训练，以及其中对数学和自然科学知识的应用，现代计算方法与工具的选择与应用等等，都体现了这种能力培养的核心要素和重要环节，必然在学生解决复杂工程问题的能力培养中占据重要贡献份额。
除此之外，关于终身学习的意识与能力问题，其核心是要有适应专业发展的自我“充电”能力，这种能力显然是以个人知识基础和专业经验为前提的。从这一点上讲，流体力学基础作为体现数学、自然科学、现代计算方法与工具综合应用能力的重要基础，必将对本专业工程师今后的职业发展起着重要支撑作用。
三、《工程流体力学》教材第三版修订思路
围绕以上能力培养目标，过程装备专业核心课教材《工程流体力学》第三版（黄卫星主编）吸收了自第二版发行使用以来的课程教学与工程实践经验，修订后的教材全书仍为１２章。其中，第１～１０章标题与第二版基本保持一致（流体的力学性质、流体流动的基本概念、流体静力学、流体流动的守恒原理、不可压缩流体的一维层流流动、流体流动微分方程、理想不可压缩流体的平面运动、流体流动模型实验方法、不可压缩流体管内流动、流体绕物流动），但内容选材与编排上却有不同程度的取舍和调整，系统性和逻辑性进一步增强了；第１１～１２章分别更换为“可压缩流动基础与管内流动”和“过程设备内流体的停留时间分布”，以适应可压缩流动分析设计和过程设备创新开发的需求。与第二版相比，第三版的主要变化体现在以下四个方面。
（一）改进各章内容选材与展开顺序，知识的系统性和逻辑层次进一步增强
为培养学生的逻辑思维能力，教材本身的内容编排、展开顺序必须有清晰的逻辑层次。因此，第三版修订时从重新审视各章教学内容及展开顺序开始，对每章基本内容的系统性、展开的逻辑顺序、基本概念是否明确、主要知识点如何应用、教学进程能否顺利，以及与其他章节知识点的联系与衔接等问题，进行了再次的分析与研判；由此，编者对各章内容选材与编排顺序进行了不同程度的取舍和调整，使各章教学内容的系统性和逻辑层次得到进一步增强，并为此重新编写了各章引言，以引导读者能清晰地把控每章内容的展开脉络。
（二）改进论述分析方式，促进学生知识应用
能力由会做习题向解决实际问题转变欲具有工程能力首先应具备工程意识，工程意识是在书本知识联系工程实际的扩散分析与应用过程中培养的。为达到这样的目的，本书第三版针对具体问题的论述分析着重进行了四个方面的改进：对建立在假设条件下的问题或结果，注重联系实际阐明其假设的可行性和结果的适用性；对适用于同类问题的典型方法或公式，注重通过对比分析阐明其共通性及针对性；对那些在原理解释或应用扩展方面有特别意义的示例问题，注重阐明其特定参数变化如何影响过程行为，或其结果如何推广应用于特定过程；对某些给定条件下的应用问题，注重联系实际，反问为什么给定这样的条件或不这样会有什么结果。编者相信，这些改进将促进学生对基本概念的理解、主要知识点的掌握和基本方法的应用。
（三）更换原书第１１～１２章，以适应可压缩流动问题分析和过程设备创新开发的需求
教材不同于专著的特点在于，教材各章应有专门的基本理论或方法，能解决具体的工程问题。
为适应可压缩流动分析的知识需求，本书第１１章更换为“可压缩流动基础与管内流动”。该章针对过程装备专业，在阐述可压缩流动的必要基础后，将应用落脚于管内流动，并联系实际阐明了为什么变截面管中的可压缩流动分析要以等熵过程为条件，为什么等截面管中的可压缩流动要分为绝热流动和等温流动来研究，从而使该章基本理论与工程实际的联系更为明晰。对于过程设备的创新开发，实验是重要手段。其中关于模型实验的方法已在本书第８章论述。
编者此次将“过程设备内流体的停留时间分布”作为第１２章纳入本书，是因为流体停留时间分布既能反映过程设备内部的流动行为，又有实验测试相对容易的优势，且有独立的理论体系。对于过程设备创新开发中内构件形式与流动行为关系的问题，停留时间分布实验同样是一种有效的、值得重视的研究手段。
（四）例题示范性、习题多样性、思考题引导性增强
与第二版相比，第三版教材在修订完善原有例题习题基础上，新增例题１９例、习题８２题、插图６４幅（全书例题８９例、习题２１６题、插图３２７幅），同时还重新设计了第７～１１章的全部思考题。其中：（１）对于例题，特别注重改进了其提问的目的性及范围，阐明其结果的启示性及应用，以增强其示范性；（２）对于习题，增强了综合应用所学知识和应用Ｅｘｃｅｌ计算工具解决问题的分量，以培养学生应用高等数学和现代计算工具综合解决复杂问题的能力，且所有习题均由编者演算后选编或设计，并附有详尽答案及解题提示，以方便课程的教学和促进学生对各章主要知识点的理解与掌握；（３）重新设计了第７～１１章思考题，旨在帮助读者厘清各章主要脉络及关键节点，深化理解其中的核心概念或知识点，明确其前提或应用条件。
四、本科课程教学内容安排的建议与教学基本要求
在课程教学上，教材基本内容定位于工程专业本科，但也有扩展延伸，可以满足研究生教学需要。编者对课程教学内容安排的建议是：对于本科生，第１～５章是基本教学内容（约４８学时），第６～１２章可供本科多学时课程选择讲授；对于研究生，第６～１０章是基本教学内容（约４８学时），第１１～１２章供选择讲授。对于本科教学，各章的基本教学要求如下。
流体的力学性质：理解气体与液体力学特性的不同及机理，并能计算流体体积压缩率、薄膜摩擦流动切应力、弯曲液面附加压差、毛细管爬升高度等。
流体流动的基本概念：能根据给定流场分布，判断稳态与非稳态流动、流动的维数、有旋与无旋流动，写出质点导数，建立迹线与流线微分方程；明确速度偏导数的物理意义、重力／压差／摩擦流动的主要特点、圆管层流与湍流的主要不同点；能判断圆管层流与湍流、平板边界层层流与湍流的过渡；掌握圆管／平板／柱体或球体的阻力系数定义及确定方法，并能根据阻力系数计算流动阻力。
流体静力学：理解运动和静止条件下流体表面力的不同，掌握静压测试基本原理，能计算静止、直线匀加速、匀速转动系统中液体的压力分布及器壁受力。
流体流动的守恒原理：能正确应用守恒方程对过程设备系统进行物料衡算、能量衡算及受力分析；能计算小孔流动的流动速率及理论轨迹、虹吸管流动和离心泵安装高度；掌握皮托管测速原理及方法；理解局部阻力损失机理，并能根据局部阻力系数计算局部阻力损失。
不可压缩流体的一维层流流动：能应用该章的方法建立简单流动问题的微分方程及相应边界条件；掌握该章三种典型流动过程的行为特征，尤其液膜厚度公式的扩展应用条件。
流体流动微分方程（简介）：理解Ｎ－Ｓ方程的物理意义及其在一维简单问题中的应用。
五、结语
本文结合专业认证指标体系，阐述了工程流体力学课程在其中的支撑作用；由此进一步从过程装备专业内涵出发，阐述了流体力学基础对过程装备工程师日常工作和职业发展的重要作用；从教学出发，阐述了工程流体力学课程在本专业学生“应用数学、自然科学及现代计算方法与工具分析、表达和解决复杂工程问题”能力培养方面的作用与价值；简述了《工程流体力学》第三版教材的修订思路，并就本科课程教学内容安排及教学要求提出建议。希望能对从事本课程教学的兄弟院校同行有一定参考价值。