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流體力學的應用范文第1篇

關鍵詞：土木工程；創(chuàng)業(yè)團隊；流體力學；成本

中圖分類號：G643 文獻標識碼：B 文章編號：1002-7661（2015）20-007-01

流體力學是力學的一個分支，是研究以水為主體的流體的平衡和運動規(guī)律及其工程應用的一門學科，土木工程是建造各類工程設施的科學技術的統(tǒng)稱。它既指所應用的材料、設備和所進行的勘測、設計、施工、保養(yǎng)維修等技術活動；也指工程建設的對象，即建造在地上或地下、陸上或水中，直接或間接為人類生活、生產、科研服務的各種工程設施，例如房屋、道路、鐵路、運輸管道、給水和排水以及防護工程等。

土木建構物的建筑環(huán)境不可避免會有地下及地表流水的影響，對于高層，或者高出建筑物，風對建筑物的影響也是不可小覷的。在建筑物設計之初不但要考慮這些流體對施工的影響，在建成后，也得防范流體的長期作用對建構物的負面影響。怎么認識這些影響？通過對流體力學的學習，會使我們對流體形成一種客觀正確的認識。

1、流體力學在創(chuàng)業(yè)團隊參與工業(yè)民用建筑設計中的應用

創(chuàng)業(yè)團隊參與設計的工業(yè)民用建筑是常見建筑，對于低層建筑，地下水是最普遍的結構影響源，集中表現(xiàn)為對地基基礎的影響。

如果創(chuàng)業(yè)團隊參與設計時對建筑地點的地下基地上水文情況了解不到位，地下水一旦滲流會對建筑物周圍土體穩(wěn)定性造成不可挽救的破壞，進而嚴重影響地基穩(wěn)定，地基的的破壞對整個建筑主體來說是壽命倒計時的開始。對于這些嚴重影響建筑物壽命和甚至波及人生安全的有水的流動性造成問題可以通過水力學知識在創(chuàng)業(yè)團隊參與建筑物的實際施工之前給以正確的設計與施工指導。

現(xiàn)在創(chuàng)業(yè)團隊參與設計的建筑越來越趨向于高層，高層節(jié)約了土地成本，提供了更多的使用空間，但也增加了設計施工問題。因為隨著高度的增加，由于地表及其附近物體對氣體流動的阻礙減少，氣體流動速度很大。對建筑的影響是使建筑產生側向變形，風大時產生振動。主要由基本風壓，風壓高度變化系數(shù)，風荷載體形系數(shù)，風振系數(shù)。這些系數(shù)和所在地的風的大小，建筑高度，建筑的外形，和地區(qū)粗糙度有關。

在創(chuàng)業(yè)團隊參與設計的工民建筑中的另一些方面如水景景觀供水，暖氣水管網供水等問題中，通過流體力學的科學計算，會對這些在具體實施的過程中可能出現(xiàn)的問題給出科學的數(shù)據依據。

2、流體力學在創(chuàng)業(yè)團隊參與設計給水排水工程中的應用

創(chuàng)業(yè)團隊參與設計的給排水工程：用于水供給、廢水排放和水質改善的工程。分為給水工程和排水工程。古代的給排水工程只是為城市輸送用水和排泄城市內的降水和污水。近代的給排水工程是為控制城市內傷寒、霍亂、痢疾等傳染病的流行和適應工業(yè)與城市的發(fā)展而發(fā)展。現(xiàn)代的給排水工程已成為控制水媒傳染病流行和環(huán)境水污染的基本設施，是發(fā)展城市及工業(yè)的基礎設施之一，市政工程的主要組成部分。給排水研究的主要對像就是水，在以導水為主要目的的運作做中，主要問題就是合理完善的解決“流水”問題。在這方面，水主要是以管道為媒介進行疏導的，疏導中，不同的地放水流量積水性質不一樣。單看水流量，就對管道長生種種要求。

針對這些實際中的問題，通過水力學理論的研究，可以得到合理的答案，獲得合理的方案。創(chuàng)業(yè)團隊參與設計的為施工人員正確的施工提出正確理論依據。針對性的計算不但可以節(jié)約施工時間成本，更加合理化了管材等的配置。

3、流體力學在創(chuàng)業(yè)團隊參與設計道路橋梁交通中的應用

道路路橋工程是關乎民生，國防建設的重大工程，它的安全性可靠性更是重中之重。此外，由于路橋的造價很高，且修建需要一定的時間，因此大多數(shù)創(chuàng)業(yè)團隊參與的路橋設計使用年限是很長的。在這么長的時間里，經受水流的長時間的侵蝕作用，要保持極高的結構強度與結構健康性。那么對這些侵蝕的來源有準確的了解定性，還要有確切的數(shù)據一邊結構設計和材料選用作參考就顯得尤為重要。

這些重要工程在施工，使用和維護當中最普遍的是遇到水流的影響。對于公路，鋪設時的選址與路基穩(wěn)定性都會受到水的影響，創(chuàng)業(yè)團隊參與的施工與使用過程中對于集聚水的的及時排除以消除對路面影響，此外還要考慮路邊滲水問題等等。對于橋來說，由于其建筑環(huán)境的特殊性，流水影響就是它的主要問題，水流的持續(xù)性對橋墩來說是持續(xù)性破壞，這是不可避免的，尤其是對于多雨地區(qū)，突發(fā)性的大水對橋墩的穩(wěn)定更是嚴峻的考驗。

這些問題可以依靠流體力學的只是給出一定的解決依據。具體的是結合施工地當?shù)厮那闆r根據流體力學理論知識給出水流的一些合理的可依據信息，指導設計與施工，給出科學的依據。

結束語：

流體力學在是一門重要學科，尤其是在工學領域，對土木工程中創(chuàng)業(yè)團隊參與設計的的水利，港口，道橋，建筑等有著重要應用。作為一名土木創(chuàng)業(yè)團隊中的學生，應概積極體會流體力學的重要性，并努力學好流體力學，豐富完善自己的知識體系。

參考文獻：

[1] 方達憲.楊亞紅.流體力學[M].科學出版社.2005年9月.

[2] 趙嵩穎.工程流體力學[M].航空工業(yè)出版社.2010年12月.

[3] 丁祖榮.流體力學[M].化學工業(yè)出版社.2010年8月.

流體力學的應用范文第2篇

關鍵詞：計算流體力學;CFD數(shù)值模擬;項目驅動;實踐教學

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）06-0141-02

計算流體力學CFD是流體力學的一個分支，是能源與動力工程類專業(yè)的重要基礎課。課程講授CFD數(shù)值模擬的基本思想、基本方法以及常用CFD數(shù)值模擬工具的使用，通過教學使學生了解、掌握CFD數(shù)值模擬的基本知識，為將來在涉及流體流動問題的研究和設計工作中應用CFD數(shù)值模擬打下基礎。在計算流體力學教學中，可將仿真技術以項目驅動的方式加入到實踐教學環(huán)節(jié)，以加深對概念、公式以及數(shù)值方法的理解，進而激發(fā)學生探索性學習能力。如何利用好仿真軟件的專業(yè)優(yōu)勢，將其引入到計算流體力學實踐教學中來，提高教學效果是本文要探討的主要問題。

一、CFD數(shù)值模擬在項目驅動實踐教學中的優(yōu)勢

根據課程教學任務及其特點，選擇適用的教學方式是提高教學效果的關鍵。傳統(tǒng)的教學模式以教師授課為中心，注重基礎理論知識的傳授與講解。在教學過程中，教師往往花費大量的時間和精力介紹計算流體力學的基本原理并進行相關理論公式的推導，學生并不能理解計算流體力學的工程應用背景和意義，學生所接受的理論知識絕大部分來源于授課教師的灌輸。

由于計算流體力學課程涉及內容的復雜性，傳統(tǒng)的教學方法與手段，使得教師和學生在此課程的講授和學習中都遇到一定的困難和問題。涉及基本方程和數(shù)值方法公式推導的部分，傳統(tǒng)的板書教學方式可使學生對推導過程進行邏輯思維，對推導得到的公式和結果也會更加印象深刻。對于比較復雜、抽象的教學內容以及公式的應用，則可借助計算機仿真平臺的方式進行輔助教學，讓學生直觀地了解不同公式的應用過程和數(shù)值模擬結果。由于流體力學控制方程一般是非線性的，只有極少數(shù)情況下才能得到解析解，與工程相關的復雜流體力學問題幾乎不能得到解析解，而實驗研究一般是在模擬條件下完成的，幾乎所有的地面實驗設備都不能完全滿足所有參數(shù)和相似定理的要求。通過CFD數(shù)值模擬技術，可以設計一些虛擬的實驗，過程中可選用不同公式模型和數(shù)值方法，數(shù)值模擬所得的結果直觀，彌補了理論教學內容的不足。

項目驅動教學，或稱項目驅動下的學習、基于項目的學習，是一種以學生為中心的教育方式。要求學生通過一系列個人或合作完成的任務，借助他人（包括教師和學習伙伴）的幫助，利用必要的學習資料，解決現(xiàn)實中的問題，獲取知識和技能[1]。在項目驅動實踐教學中，借助CFD數(shù)值模擬形象的模型分析與演示，既便于教師對計算流體力學應用于工程問題的知識講述，又使學生對計算流體力學理論知識有更加深刻的理解。

二、CFD數(shù)值模擬在項目驅動實踐教學應用中的關鍵問題

1.根據計算流體力學教材，結合學生的具體學習情況，對某些重點、難點以及不宜課堂講解的地方，考慮能否應用CFD數(shù)值模擬進行輔助教學。在教學過程中，需要根據具體的教學內容選擇恰當?shù)捻椖堪咐?，結合傳統(tǒng)教學方法與現(xiàn)代教學方法，使其發(fā)揮各自優(yōu)勢才能獲得更好的教學效果。

2.在教學過程中，向學生展示CFD數(shù)值模擬在計算流體力學領域的前沿應用、經典案例。在課程教學中可以隨時調用視頻錄像或仿真軟件，將計算流體力學的一些前處理、流場計算和后處理等復雜問題進行動態(tài)仿真演示。這樣可以激發(fā)學生利用相關數(shù)值模擬軟件對理論知識進行進一步的學習的積極性和主動性，為后續(xù)課程設計、畢業(yè)設計乃至展開創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目打下基礎。

3.選取若干具體案例為“項目”任務以達到對前一階段課堂講授知識、技能傳授的總結與升華;項目內容中含有學生從來未遇到的問題，需要具備有一定難度。應用CFD數(shù)值模擬軟件建立計算流體力學仿真分析實例庫，這樣老師就可以方便地進行講解，并給學生提供直觀、形象的過程與結論，學生理解起來會更容易。

三、CFD數(shù)值模擬在項目驅動實踐教學的應用案例

1.概念設計。氣力輸送過程非常復雜，過去和現(xiàn)在多依靠試驗數(shù)據、經驗數(shù)據來解決問題。對一般粉體材料，在經驗數(shù)據充分時，可以得到比較可靠的結果。傳統(tǒng)方式靠人工計算過于費時間，現(xiàn)在可以利用計算機進行數(shù)值模擬，能較快地得到計算結果。計算機能在較短的時間內繪出初步的圖紙，因此在粉體的氣力輸送過程中能做更多的方案比較，使設計更加合理。數(shù)值模擬可以提供一些實驗測量中無法提供的數(shù)據。在概念設計階段，老師和學生進行項目的討論。教師起初先不必框定具體的設計內容，而是要引導學生根據工程應用的實際情況進行頭腦風暴，獲得設計的大方向，進而指導學生進一步通過閱讀文獻和資料收集，確立實施思路和初步的方案，獲取可借鑒的工程案例。

2.詳細設計。在詳細設計階段，教師需要預先講授CFD數(shù)值模擬工具的使用，以Fluent為例，該軟件是目前國際上比較流行的商用CFD軟件包，它具有豐富的物理模型、先進的數(shù)值方法和強大的前后處理功能，在航空航天、汽車設計、石油天然氣和渦輪機設計等方面都有著廣泛的應用。在這個階段，學生通過對現(xiàn)場氣力輸送過程的調研資料和文獻資料，結合氣力輸送設備工藝特點，利用計算流體力學仿真軟件Fluent建立可靠的氣力輸送三維數(shù)學模型。對所建立的數(shù)值模擬模型進行網格劃分，如圖1所示，在此過程中，教師可以為學生講解計算域離散成網格點的過程。在此基礎上，利用所建立的氣力輸送三維數(shù)學模型對飛灰的氣力輸送進行數(shù)值模擬，將數(shù)值模擬結果和實驗測量值進行對比，由此對所建立的數(shù)學模型的可靠性和適用性進行驗證。

3.發(fā)現(xiàn)問題。項目驅動的教學中教師需要著重引導學校在工程應用中發(fā)現(xiàn)問題，挖掘導致問題產生的根源，在CFD模擬過程中，要確定邊界條件、數(shù)學模型和求解方法。氣力輸送屬于大型工業(yè)輸送物料設備，雖然輸送管道幾何形狀簡單，但是總長度較長，并且管道內的輸送過程涉及到固相和氣相相互作用、物料顆粒湍動粘度以及顆粒間的相互碰撞，過程非常復雜。在此過程中，老師可以為學生講解各種邊界條件的優(yōu)缺點以及選擇依據、數(shù)學模型的原理和應用范圍、求解格式的選擇及相應的計算方法和方程。

4.改進設計。將模型預測結果與實驗測量值進行分析和比較，分析邊界條件、數(shù)學模型和求解方法對結果產生的影響，通過查閱文獻了解最新CFD數(shù)值模擬技術和方法，并嘗試應用到項目驅動實踐教學中，提高數(shù)值模擬預測結果的準確性?？梢岳迷摂?shù)值模擬數(shù)據研究氣力輸送旁管道內壓降隨著顆粒直徑、顆粒密度的變化規(guī)律，并通過改變旁通管幾何比以及壁面粗糙度的大小，研究管道結構和管道特性對壓降的影響。

從“概念設計”、“詳細設計”、“發(fā)現(xiàn)問題”和“改進設計”這幾個項目驅動的實踐教學環(huán)節(jié)可以看到，項目驅動式教學的最主要的特征就是教師引導學生通過尋找完成工作任務的途徑與方法，圍繞工作項目完成調查研究、網絡信息搜集、文獻查閱、個人獨立思考、討論答辯、團隊合作學習等各項相關的實踐與創(chuàng)造活動[2]。

在實施過程中，教師應引導學生查閱資料獲取類似項目的技術路線、解決方案與相關專業(yè)知識點，對錯誤明顯的方案做適當?shù)囊龑?、糾正，使方案盡量集中在合理的范圍之內[3]。需要選擇貼近實踐的項目案例，將CFD數(shù)值模擬軟件融入到分組學習和應用指導的整個過程，使學生在項目學習及完成過程中加深對理論知識的理解及實際應用，提升學生分析問題、解決問題的能力。

四、結束語

項目驅動教學在實施的過程中，表現(xiàn)出以項目為本位、以學生為主體的重要特征。教師教授和引導的是項目實施所需的技能、系統(tǒng)知識和應用知識，最終考核的是學生對知識的理解、應用、創(chuàng)新和總結。將CFD數(shù)值模擬技術應用到計算流體力學理論教學，可以使教學質量得到明顯提高，可以幫助克服客觀實際條件對理論教學的制約，加深學生對理論知識的理解，并激發(fā)學習和研究的興趣。

參考文獻：

[1]馬玲玲.項目驅動教學法培養(yǎng)學生自主學習能力研究[J].山西廣播電視大學學報，2010，（3）.

[2]王福軍.計算流體動力學分析――CFD軟件原理與應用[M].清華大學出版社，2004.

[3][美]約翰D.安德森（John D. Anderson）.計算流體力學基礎及其應用[M].吳頌平，劉趙淼，譯.北京：機械工業(yè)出版社，2007.

流體力學的應用范文第3篇

【關鍵詞】牛頓運動定律；流體力學；理想液體；壓強；流速

多年的教育教學實踐經驗告訴我們：教學要看對象，要有針對性，要因材施教。對于我們所在的高職高專院校現(xiàn)在招收的三年制普通?？茖W生而言，他們都是高中畢業(yè)后參加當年普通高招錄取過來的，基礎知識比較扎實，知識面也比較寬，分析問題和解決問題的能力也都比較強。因此，在學習理論課程時，不但要進行定量的講授，而且要增強哲理性、邏輯性的講授與推導，并且要求理論與實際相結合，只有這樣才能滿足他們的學習要求，同時也才能調動他們學習的積極性。如我們現(xiàn)在所使用的教材《醫(yī)學物理學》中“液體的流動”一章，在解釋理想液體在水平管中作穩(wěn)定流動時壓強與流速的關系時，若用牛頓運動定律解釋，對他們來說，既庸俗、繁瑣，又顯得不新鮮、不嚴密，因此，教材中先是由功能原理推導出伯努利方程：恒量，然后利用，伯努利方程簡化為：恒量，結合理想液體作穩(wěn)定流動的連續(xù)性方程恒量，得出結論：理想液體在水平管中作穩(wěn)定流動時，截面積大，則流速小、壓強大；截面積小，則流速大、壓強小。如此解釋既直觀清晰，又嚴密得體，學生很容易接受，效果也好。

而對于我們學校招收的五年一貫制的學生，由于他們是初中畢業(yè)生，知識基礎相對薄弱，知識面較窄，他們理解問題、分析問題的能力也比較差，對教材《物理學》中“液體的流動”一章在解釋理想液體在水平管中作穩(wěn)定流動時壓強與流速的關系時，有些教材仍用伯努利方程作定量解釋，但教師在講授、推導過程中由于牽涉的知識點較多，難度也大，有些知識學生沒有學過，這樣使他們接受比較困難，效果不佳。另外還有些教材是直接給出結論的，這樣也容易造成學生學習上的困惑，難以理解和掌握。此時若改用牛頓運動定律作定性解釋，倒使學生更容易接受些。

如圖1，理想液體在水平管中沿箭頭方向作穩(wěn)定流動，在管子的中心軸線處選取一圓柱形細流管（如圖2，所選圓柱形細流管用虛線表示），則該流管內液體是從水平管截面積大的地方流向截面積小的地方。

根據流管內液體作穩(wěn)定流動的特性，流管內外液體不混淆，即流管內的液體不會流出管外，流管外的液體也不會流入管內，流管內液體始終為恒量。由于液體在流動過程中沒有橫向混雜，即無橫向流速分量，故在垂直于液體流動方向上流管的管壁受管外液體的壓力各向相等，也就是說管壁受液體的垂直作用力之和為零，對液體在水平方向上的流動情況沒有影響。

在平行于液體流動方向上，流管內液體在流動過程中，受到來自前后方液體對流管兩個端面的作用力：一方是前端面受到流管前面的液體對它的阻力，力的方向與整個流管中液體流動的方向相反，力的大小等于該處壓強與其截面積的乘積，即；另一方是后端面受到流管后面的液體對它的推力，力的方向與流管中液體流動的方向一致，力的大小等于該處壓強 與其截面積的乘積，即。于是整個流管中的液體在流動過程中所受的合力為：，即。其中表示圓柱形流管的橫截面積，、分別表示流管前后兩截面處的壓強。

由于流管中液體由截面大的地方向截面小的地方流動時，速度是增大的，所以液體段有一個向前的加速度。設該段液體質量是，由牛頓第二定律得，即，所以。而是流管后端截面積大處的壓強，是流管前端截面積小處的壓強。于是得到：理想液體在水平管中作穩(wěn)定流動時，截面積大處的壓強大，截面積小處的壓強小。再結合連續(xù)性方程 可以得出結論：理想液體在水平管中作穩(wěn)定流動時，截面積大，則流速小、壓強大；截面積小，則流速大、壓強小。

這樣定性地解釋理想液體在水平管中作穩(wěn)定流動時壓強與流速的關系，用的知識點較少，很容易使五年制的學生接受。

【參考文獻】

[1]潘志達，邱松耀等.醫(yī)學物理學[M].北京：人民衛(wèi)生出版社，2006.

[2]申耀德，樓淑英等.物理學[M].北京：人民衛(wèi)生出版社，2004.

流體力學的應用范文第4篇

關鍵詞：計算機流體力學；CFD；制冷空調；應用研究

1 前言

計算流體力學，又名計算流體動力學，英文簡稱CFD，這是一種對流體學問題進行數(shù)值模擬與分析的新分支，主要得益于計算機技術與數(shù)值模擬技術的輔助。簡而言之，CFD屬于現(xiàn)代模擬仿真技術，研究專員利用計算機來模擬仿真實際的流體流動，通過虛擬的實驗情況來得出相應理論，并將理論運用于實際的工程領域中。成本低、速度快、資料完備等這些都是CFD技術的優(yōu)勢，加之伴隨計算機技術與數(shù)值模擬技術的越來越成熟，在解決工程中的實際問題時CFD技術發(fā)揮著越來越重要的作用。1974年，CFD首次被運用于HVAC（暖通空調）工程領域，丹麥的Nielsen利用CFD對通風房間內的空氣流動進行模擬，主要模擬預測室內外或設備內的空氣或其他工質流體的流動情況。

2 計算機流體力學在制冷空調中的應用

2.1 暖通空調CFD技術

暖通空調CFD技術，即結合CFD方法、流體力學、湍流力學、計算方法、計算機圖形處理技術等在計算機中求解出流體流動的各種守恒控制偏微分方程組的技術。在模擬暖通空調領域內流體流動實驗時，分析結論是流動問題多為低速流動，保持10m/s以下的流速，而根據變化不大的流體溫度與密度情況可判斷其為不可壓縮流動，這一結論等同與應用范圍內的CFD與數(shù)值傳熱學。但由于湍流流動是暖通空調領域內的主要流體流動，而CFD技術對湍流現(xiàn)象尚未取得全面解決理論，因而只能依靠湍流半經驗理論來解決暖通空調的湍流現(xiàn)象，不過在解決實際問題中依然存在諸多困擾。暖通空調CFD技術主要有建立模型、數(shù)值求解、可視化處理三大主要步驟。

2.1.1 建立模型

在研究流動問題時，需要通過建立數(shù)學物理模型才能完成數(shù)學描述。由于連續(xù)性方程、動量方程、能量方程都能滿足HVAC領域的流動問題，一般可采用不可壓流體的粘性流體流動的控制微分方程，但又因湍流流動是HVAC領域中的主要流體流動，為完整描述HVAC領域的流動問題，還需要運用適當?shù)耐牧髂Ｐ湍M湍流流動及求解數(shù)值。當前，房間空氣流動廣泛采用兩方程模型中的k-ε模型，也可以采用新的零方程模型來解決HVAC領域的一般工程。粘性流體流動通用的控制微分方程為： ，其中變量 可代表不同的物理量，進而表示不同含義的方程，如 表示速度時，就代表流體流動的動量守恒方程； 表示焓時，代表能量守恒方程； 表示湍流參數(shù)時，則代表湍流動能及湍流動能耗散率方程。通過上述方程，研究專員就可以計算出工程流場所需的溫度、濃度、速度等物理量的分布。

2.1.2 數(shù)值求解

在對HVAC領域的流動問題進行數(shù)值求解時，可以通過上述各微分方程進行數(shù)值求解。但由于那些微分方程相互耦合且非線性特征非常明顯，因而只能通過離散實際問題的求解區(qū)域采用數(shù)值方法來求解。一般，有限容積、有限差分、有限元這三種是數(shù)值方法中主要運用的離散形式，普遍應用在HVAC工程領域的CFD技術中。又因低速、不可壓流動是HVAC領域的特征，且其存在傳熱問題，因而在離散情形中更多是采用有限容積的數(shù)值方法求解。

2.1.3 可視化處理

通過數(shù)值求解步驟能夠得出離散后的各網格節(jié)點上的數(shù)值，不過這種方式的求解結果直觀性不強，不便于一般工程人員及其他相關人員理解，因而需要對求解結果的溫度場、濃度場、速度場進行可視化處理。運用計算機圖形學技術直觀形象的表示出HVAC工程領域中的溫度場、濃度場、速度場，使之成為暖通空調CFD技術應用中的必要組成部分。

通過制冷空調的CFD預測仿真空調房間內的空氣分布詳細情況，從中得到的分析結果是要想達到良好的制冷空調效果，需要重點解決通風空調系統(tǒng)中通風空調空間的氣流組織設計，合理的氣流組織設計不僅能夠實現(xiàn)制冷空調的滿意效果，而且還能達到能源節(jié)省的目的。在制冷空調的設計中，通風空調空間是設計問題的關鍵部分，根據不同的空間特征可將制冷空調的通風空間劃分為兩類，一類是如住宅、辦公室、高大空間等的普通建筑空間；一類是如潔凈室、客車、列車等特殊空間。如此，可根據不同的空間需求在制冷空調設計中應用計算流體力學中的CFD技術，并借鑒暖通空調CFD技術的設計經驗來幫助解決制冷空調設計中實際問題的解決。

2.2 食品的冷凍、冷藏與運輸

現(xiàn)如今，隨著我國經濟的快速發(fā)展，食品物流行業(yè)獲得了巨大的發(fā)展空間。但是，制約于保鮮、冷凍、冷藏技術的落后，造成我國每年因食品運輸而浪費了大量的物資與財力。據統(tǒng)計，我國每年在轉運與存放過程中因缺乏冷凍、冷藏技術的支持，進而造成每年腐爛損壞的果品高達25%、蔬菜高達30%、家禽肉類高達20%、奶制品高達23%，而這些腐爛損壞的食品每年高達上億噸的總量，造成的經濟損失巨大。如此可見，亟待解決我國食品運輸中的冷凍、冷藏技術十分必要，而在冷凍、冷藏過程中食品的品質變化（如維生素的保持與損失、食品蛋白質的變性、食品質地與鮮度、脂肪氧化等）也引起了人們的廣泛重視，食品安全也是研究冷凍、冷藏技術需要考慮的關鍵因素。為了解決食品運輸過程中的腐爛損壞問題，研究者提出了將CFD技術應用于冷凍、冷藏技術的開發(fā)中，充分利用CFD技術的獨特優(yōu)勢來有效解決食品冷凍、冷藏方面存在的問題，從而確保食品的安全性。

2.2.1 生活與商用的冷藏裝置

冰箱、冷藏陳列柜、冷庫等是較為常見的冷藏裝置，主要適用于生活與商用。其中，冰箱的制冷原理是通過電能消耗來保持適當容積絕熱箱體內的低溫，以達到制冷目的來實現(xiàn)食品的保鮮、冷藏貯存。在冰箱冷藏裝置的技術設計中，最主要的困擾問題是流場優(yōu)化，絕熱箱體內的空氣流場與溫度決定了食品的保鮮質量，箱內溫度場受制于冰箱耗電量的影響。流場的具體信息獲取也是一個棘手問題，不可以通過代數(shù)方程計算來獲得，若采用實驗的話傳感器的裝置會破壞箱內的流場，并加大了工作量，而應用CFD方法與技術能夠有效解決這些困擾問題。

人們生活水平的提高促進了商業(yè)的發(fā)展，而人們生活節(jié)奏的加快也在一定程度上刺激了商品市場的崛起，其能夠為人們提供各種生鮮食品、熟食與半熟食品，通過冷藏陳列柜來實現(xiàn)對蔬菜、肉類、水果、奶制品、日配品等的保鮮與冷藏。因而，人們對冷藏陳列柜的保鮮存儲設備提出了高要求，研究工作者基于CFD技術對冷藏陳列柜進行了改良，溫度與濕度控制、氣流組織、節(jié)能等技術問題可廣泛使用CFD技術來解決。

食品的冷凍加工與冷藏需要冷庫來解決，而冷庫的建筑結構復雜且具有嚴格標準，要求冷庫具備堅固性、隔熱性、抗凍性、密封性。其中，庫內貨物的貯藏質量、貯藏期直接受制于冷庫內的溫度場、濕度場、速度場三個方面的分布合理性，為了提高冷庫內食品的衛(wèi)生與安全，將CFD技術應用于冷庫領域十分必要。

2.2.2 運輸用冷藏裝置

在運輸食品的過程中，交通工具上的冷藏裝置必不可少，這是確保食品在運輸期間保鮮、保質的關鍵所在。為此，結合交通工具的特點，人們研制出了運輸用冷藏裝置，其相當于一個移動的冷庫，冷藏集裝箱、冷藏汽車、冷藏船、鐵路冷藏車是當前主要的運輸用冷藏裝置，以確保運輸過程中食品能夠貯存在低溫環(huán)境中，避免因運輸而造成的食品腐敗損壞。在運輸用冷藏裝置中應用CFD技術能夠有效提高其對食品的保鮮冷藏質量，冷藏集裝箱是冷藏食品運輸中的主要工具，利用CFD方法能夠實現(xiàn)對箱內穩(wěn)態(tài)流場、溫度場等進行實驗及數(shù)值計算。而在鐵路冷藏車中應用CFD，可以利于完成對充放冷過程（冷板冷藏車）、冷凍貨物溫度分布（運輸過程）、溫度場（堆碼方式）的數(shù)值模擬，以及數(shù)值計算與分析。總之，在CFD方法與技術的支持下，運輸用冷藏裝置的功能會越來越完善，進而食品的運輸過程中的保鮮冷藏等衛(wèi)生安全性。

3 結語

通過上述分析可知，將計算流體力學應用在制冷空調還是一個全新的理論設計領域，得益于現(xiàn)代計算機技術與數(shù)值模擬技術的高速發(fā)展，以及HVAC（暖通空調）領域中CFD技術的廣泛應用成效，使得制冷空調CFD技術及其應用具有很大的發(fā)展前景。相信在相關研究專員的努力下，CFD技術將在制冷空調工程領域中獲得更普遍、廣泛的實際應用。

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流體力學的應用范文第5篇

1 資料與方法

1. 1 一般資料 本組9例血管瘤嬰幼兒， 均為住院首次治療患兒， 男5例， 女4例， 年齡1～11個月， 平均4個月；均為毛細血管型血管瘤， 草莓狀， 略高出皮膚表面， 色鮮紅或紫紅， 邊界清楚， 皮溫高；瘤體面積：2.5 cm×3.4 cm～6 cm×6.1 cm。

1. 2 給藥方法 普萘洛爾（propranalol， 心得安）3～5 mg， b.i.d.， 口服。住院治療1周后， 出院連續(xù)服藥， 每2個月定期復診， 動態(tài)觀察和記錄血管瘤大小、質地、顏色變化， 觀察并隨時處理治療過程中出現(xiàn)的不良反應。

2 結果

服藥24 h后， 患兒瘤體張力減小， 質地變軟， 顏色開始變淡， 體積開始縮小， 5～7 d內變化最顯著， 均表現(xiàn)為瘤體顏色變暗， 局部溫度降低， 呈現(xiàn)血管瘤退化表現(xiàn)。無一例出現(xiàn)嚴重不良反應。

3 護理

3. 1 給藥前準備 給藥前一定排除支氣管哮喘、對普萘洛爾過敏患兒， 有呼吸道感染癥狀的患兒要先治療呼吸道癥狀后再行口服普萘洛爾， 先天性心臟病和房室傳導阻滯患兒也要排除在外。詳細記錄血管瘤的類型， 發(fā)生部位， 注意瘤體大小、表面顏色、張力、質地及有無壓痛、病變累及范圍， 是否高于皮膚、瘤體局部有無破潰、感染、出血等， 可用記號筆在血管瘤周圍做好記號或用相機拍照以便與用藥后進行對比。

3. 2 心理護理 對患兒家長解釋普萘洛爾的主要藥理作用， 詳細說明口服普萘洛爾治療血管瘤的安全性、有效性， 介紹成功病例， 以消除患兒家長顧慮， 樹立信心。通過與家長多交流溝通， 耐心做好安慰解釋工作， 家長們都表現(xiàn)出對醫(yī)護人員的信任， 積極配合治療。

3. 3 給藥后護理 嚴密觀察病情變化， 普萘洛爾為β受體拮抗劑， 可減慢心率、降低血壓、致使血糖降低， 因此須在治療開始時即進行心電監(jiān)護， 用藥期間要密切觀察患兒生命體征的變化， 持續(xù)監(jiān)測脈搏、呼吸、血壓及血氧， 每0.5～1小時詳細記錄1次， 服藥前1 h測量血糖1次， 服藥后1 h測量血糖1次， 并準備好搶救物品及藥品。觀察末梢循環(huán)情況， 注意保暖。本組1例患兒出現(xiàn)血糖降低， 及時通知醫(yī)生后， 遵醫(yī)囑給予觀察， 30 min后再次復查恢復正常。本組2例患兒睡眠狀態(tài)下心率較用藥前降低18～21次/min， 經及時通知醫(yī)生查體， 在患兒醒來后自動恢復正常， 未給予任何治療性干預。本組1例患兒出現(xiàn)腹瀉， 4～5次/d， 每次量少， 經遵醫(yī)囑給予醒脾養(yǎng)兒顆粒后好轉， 同時指導家長保持患兒會及臀部皮膚清潔干燥， 每次便后用溫水洗凈患兒臀部， 可涂紅霉素軟膏， 并對患兒的餐具及時消毒?；純簾o臀紅或糜爛等情況發(fā)生。

因病變在患兒面部， 家長擔心預后的面容恢復狀況。耐心做好解釋工作， 給患兒家長看治療成功的圖片， 講解治療效果好的病例， 如果病情嚴重， 推薦二期整容手術等讓家屬鼓起信心， 配合治療。

4 小結

口服普萘洛爾治療小兒面部大面積血管瘤的近期療效良好， 不良反應輕微。通過用藥前認真評估， 做好家長的咨詢及宣教工作， 用藥后勤巡視， 細觀察， 發(fā)現(xiàn)問題及時處理， 并注意患兒的休息和飲食， 從而保證了治療的順利進行， 取得了良好的效果。

參考文獻