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工程流體力學(xué)論文范文第1篇

關(guān)鍵詞：流體力學(xué)；教學(xué)改革；探討

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A

流體力學(xué)是一門研究流體運動基本規(guī)律以及流體與物體之間的相互作用力的學(xué)科，它作為一門嚴密的且應(yīng)用面很廣的專業(yè)基礎(chǔ)學(xué)科，是以數(shù)學(xué)、物理學(xué)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的，也是土木、機械、動力、水利、環(huán)境等學(xué)科的一門技術(shù)基礎(chǔ)課程。改革開放以來，雖然各院校在該課程教學(xué)實踐中都積累了豐富的經(jīng)驗并取得了不少成果，但是在該課程建設(shè)中仍存在著許多問題。論文結(jié)合教學(xué)現(xiàn)狀，從學(xué)生興趣培養(yǎng)、教學(xué)方法改革以及師資隊伍建設(shè)三方面探討提高流體力學(xué)教學(xué)水平的方法。

一、 流體力學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀

流體力學(xué)是一門主要研究流體平衡和運動規(guī)律及其實際應(yīng)用的技術(shù)科學(xué)，具有理論性強、工程實際應(yīng)用廣、概念和方程較多且易混淆、對學(xué)生高等數(shù)學(xué)知識及綜合分析和處理問題能力要求較高等特點。流體力學(xué)建立在理論、計算、實驗三大技術(shù)手段之上，是化工、土木、機械等眾多學(xué)科或?qū)I(yè)的基礎(chǔ)學(xué)科。另外，流體力學(xué)在環(huán)境工程設(shè)計和實際工程中也有著廣泛的應(yīng)用，是水處理設(shè)備設(shè)計與應(yīng)用的必備知識，以及生態(tài)分析的重要理論基礎(chǔ)。同時，流體力學(xué)是環(huán)境工程與其他學(xué)科體系溝通的橋梁，這個橋梁作用是其他基礎(chǔ)課或?qū)I(yè)課無法替代的，直接影響到環(huán)境工程學(xué)科體系的完善性。因此，提高流體力學(xué)課教學(xué)質(zhì)量，使學(xué)生學(xué)好本門課程，培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力和創(chuàng)新能力，對流體力學(xué)課程教學(xué)進行改革以適應(yīng)學(xué)科發(fā)展顯得十分必要。

目前國內(nèi)院校的流體力學(xué)課程教學(xué)過程大體可歸納為“課前預(yù)習(xí)、課堂教師講授、實驗室實驗、課后教師評閱”的四段串行模式。實踐證明，這種傳統(tǒng)的教學(xué)模式在強化理論教學(xué)成果以及動手能力的培養(yǎng)方面效果比較顯著，然而在創(chuàng)新意識培養(yǎng)方面卻收效甚微。原因在于：①理論教學(xué)中注重經(jīng)驗理論與公式的講解，而公式多且乏味，導(dǎo)致教師難教，學(xué)生難懂，課堂教學(xué)缺乏生動性。另外，本科流體力學(xué)理論教學(xué)模式多為填鴨式教育，對學(xué)生而言，流體力學(xué)課缺少客觀體驗，理論抽象，不易理解，而由此帶來了一系列的問題是現(xiàn)在流體力學(xué)課程教學(xué)的主要障礙；②目前，大部分院校的流體力學(xué)實驗教學(xué)多采用傳統(tǒng)驗證性實驗，每一學(xué)生進行的實驗完全相同，教師由實驗報告的數(shù)據(jù)評定實驗成績。雖然實驗有利于增進學(xué)生對理論知識的理解，但此手段不能激發(fā)學(xué)生的積極性，無法體現(xiàn)學(xué)生的主體性，也不能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性[1]。由于實驗教學(xué)內(nèi)容多數(shù)為驗證性實驗，在按既定的理論知識和實驗方案實踐的過程中，學(xué)生所得到的主要是從理論知識到實踐成果的收獲，而教師的作用主要是理論知識的傳授，具體實驗的演示、引導(dǎo)與糾錯，甚至有時會耳提面命，因此學(xué)生作為學(xué)習(xí)主體的創(chuàng)造性很難有機會得到展示。

因此，采用一種有效的教學(xué)方法進行流體力學(xué)理論和實驗教學(xué)的改革，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性，以提高流體力學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量，并對相關(guān)專業(yè)產(chǎn)生積極的影響，從而促進學(xué)生創(chuàng)新性的培養(yǎng)非常有必要。

二、 培養(yǎng)學(xué)生對邏輯思維的興趣

學(xué)生對任何概念和公式的形成、理解有一個過程，而在流體力學(xué)中，這些概念、公式又較為抽象，要求學(xué)生具備較強的邏輯思維能力，因此，根據(jù)學(xué)生掌握知識的快慢，耐心引導(dǎo)學(xué)生進行邏輯思維，培養(yǎng)學(xué)生對邏輯思維的興趣，使他們產(chǎn)生對邏輯推理的愛好，就成為教學(xué)中的關(guān)鍵。例如，流體力學(xué)中的三大方程――連續(xù)性方程、動量方程和能量方程需通過輸運公式逐步推導(dǎo)而來，如此的教學(xué)安排便使知識較為系統(tǒng)、連貫、緊湊，并有利于認識各個方程的物理意義。而輸運公式的推導(dǎo)由于邏輯性較強，講授時就需要花費較多的學(xué)時和精力來理清邏輯思路，理解每一步推導(dǎo)中的物理含義和數(shù)學(xué)要領(lǐng)，使學(xué)生對輸運公式有一個清晰準確地理解。最后，將輸運公式中的物理量換成質(zhì)量、動量、能量即可得出連續(xù)性方程、動量方程和能量方程，如此便形成了較為完整的邏輯演繹體系。此種方式不僅使理論教學(xué)更加清晰明了，而且會使學(xué)生對將要學(xué)習(xí)的知識接受產(chǎn)生極大興趣，具有更加強烈的探索感和求知欲。

三、 教學(xué)方法探討

教學(xué)方法作為聯(lián)結(jié)教師和學(xué)生的重要紐帶，在提高教學(xué)質(zhì)量方面起著重要的保證作用。為了更好地適應(yīng)學(xué)科發(fā)展要求，工科“流體力學(xué)”課程方法的改革勢在必行，作者結(jié)合自身多年的教學(xué)經(jīng)驗，針對該課程特點，認為應(yīng)該在以下幾個方面進行課程教學(xué)方法改革。

（1）重視緒論課的作用

部分教師認為緒論課僅是對流體力學(xué)的簡單介紹，作用不大，所以對緒論的授課過程照本宣科、枯燥無味。其實緒論課對整個教學(xué)活動的成功與否起了至關(guān)重要的作用，它不僅是學(xué)生了解流體力學(xué)課程的窗口，也是教師教學(xué)水平的第一次展示。

講授緒論課的較好方法是介紹流體力學(xué)的成就、發(fā)展方向、廣闊前景及其在國民經(jīng)濟中的重要作用等。教師要注重講解流體力學(xué)知識在工程中的應(yīng)用，特別是教師自己承擔(dān)的科研項目，以展示流體力學(xué)在科學(xué)和工程技術(shù)中所取得的輝煌成就[2]。例如，通過介紹流體力學(xué)理論在“神舟號”系列飛船上的廣泛應(yīng)用，使學(xué)生明白流體力學(xué)這門相對古老的學(xué)科還具有旺盛的生命力；通過介紹美國華盛頓州的塔科馬懸索橋在1940年秋天的大風(fēng)中倒塌的例子，說明在實際工程中忽視流體力學(xué)會造成巨大的災(zāi)難[3]。另外，流體力學(xué)的發(fā)展史對于激勵學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情也有著非常重要的作用。在上課的同時，要善于借助互聯(lián)網(wǎng)，及時的將一些重要理論的發(fā)展過程、重要研究成果展現(xiàn)在學(xué)生的面前[4]。

（2）從實例中引出教學(xué)內(nèi)容

流體力學(xué)雖有概念多、邏輯性強、理論上較難理解的特點，但卻與生活和生產(chǎn)實際密切相關(guān)。在具體教學(xué)內(nèi)容的講解過程中，穿插一些生活中的現(xiàn)象，并結(jié)合課本中的理論“雙管齊下”，利用學(xué)生求趣、求新、求知的心理，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)并掌握教學(xué)內(nèi)容。例如，在講流體粘性時，比較水的粘性和油的粘性；在講流體靜力學(xué)知識時，可講一些水庫垮壩事件，主要是設(shè)計時有缺陷和施工存在著質(zhì)量問題，不能承受水對壁面的靜壓力。另外，還可以進行一些相關(guān)事例的延伸，如是否建設(shè)三峽工程時流體力學(xué)專家的爭論，通過分析得到的建設(shè)三峽工程必要性的結(jié)論等，使學(xué)生切實體會到學(xué)好流體力學(xué)的重要性[5]。利用這些鮮活的事例，使課堂教學(xué)更生動、更有意義。

（3）師生互動，培養(yǎng)良好學(xué)風(fēng)

調(diào)動學(xué)生主動的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)風(fēng)，提高學(xué)生綜合素質(zhì)，是加強流體力學(xué)教學(xué)效果的重要條件。作者在每次講課后都會對本次課程的內(nèi)容進行總結(jié)，然后下次課隨機抽取部分學(xué)生回顧上次課的內(nèi)容，并讓其他學(xué)生作出補充和建議。在課堂上，多為學(xué)生提供隨堂練習(xí)的機會，師生互相之間進行探討和思考，針對練習(xí)中的問題講解做題思路和方法，給予糾正和補充。這種授課模式充分調(diào)動了學(xué)生的主觀能動性，課堂氣氛活躍，有利于拓寬學(xué)生的思維深度，查漏補缺。學(xué)風(fēng)對于任何一門課程教學(xué)的成功與否都起到了非常關(guān)鍵的作用，所以從第一堂課、第一次作業(yè)就要嚴格要求學(xué)生，對作業(yè)的批改做到一絲不茍，指出其作業(yè)中的各種問題并要求其修改。例如，要求學(xué)生對作業(yè)中的每道題，在解答時必須寫出已知、求解，并畫出相應(yīng)圖示，這些小細節(jié)可以幫助學(xué)生以簡明的方式加深理解題意，取得了較好的效果。

（4）重視實驗教學(xué)

流體力學(xué)按研究方法可以分為理論流體力學(xué)、實驗流體力學(xué)和計算流體力學(xué)。實驗流體力學(xué)是理論流體力學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)，是計算流體力學(xué)的檢驗依據(jù)。因此，實驗教學(xué)在流體力學(xué)教學(xué)中有著極其重要的地位。流體力學(xué)中的公式繁多，難以記憶，難以理解，通過實驗可以加強學(xué)生對公式的感性認識，有助于學(xué)生深刻理解公式和概念的物理意義。例如，在講解伯努利方程意義的時候，單從公式上講解并不形象，通過能量方程實驗，可以使學(xué)生非常直觀的理解伯努利方程中每一項對應(yīng)的意義。對于沒有開的實驗課，通過在網(wǎng)絡(luò)上收集照片、視頻等展示給學(xué)生，也可提高學(xué)生對理論知識的理解[6]。

（5）傳統(tǒng)教學(xué)方式和多媒體技術(shù)互補

過去，流體力學(xué)課程在教學(xué)手段上采用板書教學(xué)，這種方式能夠在教師的書寫和同步的講解中促進學(xué)生的積極思維與參與意識，但對教學(xué)內(nèi)容中比較抽象的概念、復(fù)雜的流動現(xiàn)象和流動規(guī)律，很難用語言和文字準確、形象地描述。多媒體教學(xué)最大的優(yōu)點是形象、生動、具體、直觀、易于理解且信息量大，但也有不能突出推導(dǎo)過程和思維、學(xué)生對知識的掌握比較膚淺的一些弊端。將傳統(tǒng)教學(xué)方法和多媒體技術(shù)綜合應(yīng)用于教學(xué)過程是一種很好的方法，在講授偏重于推導(dǎo)過程的內(nèi)容時采用傳統(tǒng)授課方式，而講授直觀形象的內(nèi)容時采用多媒體教學(xué)方法，做到取長補短、優(yōu)化組合，會獲得較好的教學(xué)效果[7]。

四、師資隊伍的建設(shè)

為適應(yīng)素質(zhì)教育的需要，教師不僅要掌握先進的教學(xué)手段，而且要努力研究實施素質(zhì)教育的教學(xué)方法。在實際教學(xué)過程中，要靈活應(yīng)用各種教學(xué)方法，并且要善于歸納總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗，虛心向有經(jīng)驗的教師請教，同時要高度重視學(xué)生的反饋信息，不斷調(diào)整自己的教學(xué)思路，只有這樣才能逐步提高自己的教學(xué)水平。社會發(fā)展對教師的自身素質(zhì)提出了更高的要求，教師要明確教學(xué)水平的提高和發(fā)展是一個畢生的過程，教師應(yīng)該不斷開闊視野，更新知識體系，才能形成對流體力學(xué)更深層次的理解和認識。

五、 結(jié)論

論文結(jié)合流體力學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀，從學(xué)生興趣培養(yǎng)、教學(xué)方法改革及師資隊伍建設(shè)三方面論述的教學(xué)方法，將教與學(xué)有機結(jié)合起來，使枯燥的流體力學(xué)課堂變得生動活潑，多方面激發(fā)學(xué)生的主動性、積極性及創(chuàng)造性。將上述方法運用于教學(xué)實踐后發(fā)現(xiàn)，該方法能夠有效的提高流體力學(xué)課程的教學(xué)效果。

參考文獻

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[2]王發(fā)輝，桑俊勇，張丹.“流體力學(xué)”立體化教學(xué)體系的構(gòu)建[J].電力教育，2009（12）：102-103

[3]鄒惠芬，張培紅，葉盛.流體力學(xué)多媒體教學(xué)的探討[J].沈陽建筑大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2008（4）：507-509

[4]潘良明，何川，陳紅.流體力學(xué)立體教學(xué)法初探[J].中國電力教育，2008（11）：73-74.

[5]陳霞.流體力學(xué)教學(xué)方法的探討和研究[J].科技文匯，2011（9）：104-108

[6]岳建芝，李剛.流體力學(xué)教學(xué)中的幾點體會[J].科技信息，2009（29）：187

工程流體力學(xué)論文范文第2篇

關(guān)鍵詞：計算流體力學(xué)；化學(xué)工程；應(yīng)用

Abstract: in the chemical research and development of the field, play an important role in computational fluid dynamics, this paper mainly introduces the basic principles of computational fluid dynamics, and the application of computational fluid dynamics in the field of chemical engineering, application mainly through the introduction of computational fluid dynamics in the stirred tank, heat exchanger, distillation, thin film evaporator burning, etc., to reflect the fluid mechanics made in chemical engineering contribution.

Keywords: computational fluid mechanics; chemical engineering; application

中圖分類號：TQ021.1 文獻標識碼：A

1 計算流體力學(xué)概述

作為流體力學(xué)的一個分支，計算流體力學(xué)主要負責(zé)，在固定的幾何形狀空間內(nèi)，求解流體的動量方程、熱量方程、質(zhì)量方程以及其它的一些相關(guān)方程，然后通過進行計算機模擬，得到在特定條件下流體的有關(guān)數(shù)據(jù)。計算流體力學(xué)主要根據(jù)動量、能量、質(zhì)量守恒方程，通過數(shù)值計算方法來求解出流動主控方程，并最終得到各種流動現(xiàn)象的規(guī)律。

計算流體力學(xué)主要包括3種計算方法：差分法、有限元法以及有限體積法。這是一個涉及到多個領(lǐng)域的學(xué)科，它不僅包括計算機科學(xué)、流體力學(xué)等專業(yè)學(xué)科，還有計算幾何學(xué)、數(shù)值分析以及偏微分方程等數(shù)學(xué)理論知識。通過計算流體力學(xué)進行模擬，主要是為了作出預(yù)測和獲得信息，來更好的控制流體流動。理論的預(yù)測主要來自于數(shù)學(xué)模型結(jié)果，并不是來源于實際的物理模型結(jié)果。

起初，計算流體力學(xué)主要用在航天事業(yè)、核工業(yè)以及汽車制造業(yè)上，解決一些涉及空氣動力學(xué)方面的流體力學(xué)問題。計算流體力學(xué)的計算與實驗研究相比，不僅成本低、速度快，還可以模擬真實、理想條件，所以，在各種流體現(xiàn)象的研究過程中，計算流體力學(xué)成為對各種流動系統(tǒng)和流動過程，進行設(shè)計、操作和研究的有利工具。

在上個世紀60年代末期，在流體力學(xué)各相關(guān)行業(yè)中，計算流體力學(xué)已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，直到上世紀90年代后期，才開始對于化學(xué)工程的模擬計算，現(xiàn)在化工領(lǐng)域中，計算流體力學(xué)已經(jīng)成為流體流動和傳質(zhì)的重要研究工具。

在各種化工裝置中，計算流體力學(xué)都可以進行模擬、分析、預(yù)測，比如說，可以在流體流動過程中，對于其中的傳質(zhì)、傳熱進行預(yù)測，比如在蒸餾塔中進行的兩相傳質(zhì)流動狀態(tài)的模擬，在模擬加熱器里進行的傳熱效果的模擬；在攪拌槽混合設(shè)備可以進行模擬設(shè)計、放大；可以對化學(xué)反應(yīng)及反應(yīng)速率進行描述分析，并在反應(yīng)器中進行模擬，比如可以在燃燒反應(yīng)器、生化反應(yīng)器，可以進行反應(yīng)速率的模擬；另外，還可以進行一些設(shè)備的分離、過濾、干燥方面的模擬，以及一些裝置內(nèi)流體流動的模擬。

2 計算流體力學(xué)在化學(xué)工程中的應(yīng)用

2.1 計算流體力學(xué)在攪拌槽中的應(yīng)用

由于攪拌槽內(nèi)部流動比較復(fù)雜，現(xiàn)在，攪拌混合仍然還沒有形成完善的理論體系，在對一些混合設(shè)備，比如攪拌槽等，進行放大設(shè)計的時候，往往經(jīng)驗成分要多于理論計算。在實際的工業(yè)體系中，尤其是快速反應(yīng)體系，還有高黏度非牛頓物系，不同程度的非均勻性存在于工業(yè)規(guī)模的反應(yīng)器中，而且，不均勻性的嚴重性是隨著規(guī)模的增大而增大的。所以，目前經(jīng)驗放大設(shè)計的可靠性，正在迎來前所未有的挑戰(zhàn)，這就更有必要需要，更深入的對攪拌槽的內(nèi)部流場展開研究。

最初，Harvey等對攪拌槽內(nèi)的流場，利用計算機進行二維模擬，這些年來，通過采用計算流體力學(xué)的方法，對攪拌槽內(nèi)的流場進行研究的技術(shù)，取得了較快的發(fā)展，這種方法在節(jié)省大量研究經(jīng)費的同時，也可以獲得實驗所不能得到的數(shù)據(jù)。之后，Sun等針對攪拌槽氣液兩相流動，利用計算流體力學(xué)的湍流模型進行了三維模擬，實驗結(jié)果顯示，計算流體力學(xué)能很好地對攪拌器上部氣體分布進行預(yù)測，對攪拌器底部區(qū)域的模擬卻沒有取得較好的效果。后來，Javed等也通過計算流體力學(xué)軟件Fluent，對Rushton型渦輪攪拌槽湍流，作了與時間相關(guān)的三維數(shù)值預(yù)測，和實驗結(jié)果比較顯示，攪拌葉輪上下平均速域，兩項結(jié)果一致，但在湍動能的結(jié)果上，計算值和實驗結(jié)果還是存在一定差異的。

之后，又進行了許多類似的實驗，實驗證明，通過計算流體力學(xué)與數(shù)字粒子圖像測速儀相結(jié)合，有益于更深入地對攪拌裝置進行研究。通過數(shù)字粒子圖像測速儀的測量數(shù)據(jù)，可以對計算流體力學(xué)的計算結(jié)果進行驗證，另外，數(shù)字粒子圖像測速儀的測定點速度，也可以作為計算流體力學(xué)的邊界條件。除此之外，多普勒激光測速儀也可以與計算流體力學(xué)相結(jié)合，用于研究攪拌。

2.2 計算流體力學(xué)在換熱器中的應(yīng)用

在化學(xué)工程中，換熱設(shè)備應(yīng)用比較廣泛，它可以詳細、準確地對殼程的流動、傳熱特性做出預(yù)測，這不僅有助于設(shè)計經(jīng)濟和可靠的換熱器，還有助于對現(xiàn)有管殼式換熱器的性能做出評價，在工業(yè)的應(yīng)用過程中起著十分重要的作用。

管殼式換熱器不僅具有比較復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)，而且流動、傳熱的影響因素也比較多，通過計算流體力學(xué)，利用計算機對換熱器殼側(cè)流場進行模擬，這就有助于對殼側(cè)瞬態(tài)的溫度場、速度場加以了解，這是其它方法所難以掌握的，這就方便了對換熱器的機理分析以及結(jié)構(gòu)優(yōu)化。

其中，一些國外專家針對換熱器內(nèi)，流體流動的計算流體力學(xué)模擬展開過一些研究。熊智強等專家，針對換熱器弓形折流板流場，利用該技術(shù)進行了數(shù)值模擬，研究結(jié)果表明，在弓形折流板的背面，存在著流動死區(qū)，導(dǎo)致一些區(qū)域的流速偏低，通過在弓形折流板上開孔，計算流體力學(xué)計算結(jié)果顯示，其傳熱效率有了明顯的提高，殼側(cè)壓降有了明顯降低。

一般來說，管殼式換熱器中流體流動為湍流，與此同時，在實際的應(yīng)用過程中，管殼式換熱器中管的數(shù)量又比較多，這就給計算增加了難度?，F(xiàn)在，針對于管殼式換熱器殼程流動的研究，主要采用的還是二維、三維單相研究方法，另外，三維兩相還有多相的計算流體力學(xué)模擬應(yīng)用的還是比較少的。

2.3 計算流體力學(xué)在其他方面的應(yīng)用

在其它的一些化工領(lǐng)域中，計算流體力學(xué)的應(yīng)用也是比較廣泛的。比如說，在精餾塔中的應(yīng)用，在薄膜蒸發(fā)器中的應(yīng)用，在燃燒反應(yīng)器中的應(yīng)用，在生化反應(yīng)器中的應(yīng)用，如下進行簡要概述。

在精餾塔氣液兩相流動、傳質(zhì)的研究過程中，計算流體力學(xué)是其中的一項重要工具，通過進行計算流體力學(xué)模擬，可以微觀的檢測到塔內(nèi)氣液兩相流動狀況。當(dāng)然，在模擬精餾塔內(nèi)流體流動上，計算流體力學(xué)模擬也存在一些不足，比如說，在規(guī)整填料塔內(nèi)流體流動的模擬上，模擬結(jié)果與實驗值還是存在一定偏差的。這主要因為數(shù)學(xué)模型還不夠精確，這就要求無論在流體力學(xué)的理論分析上，還是實驗研究，都需要進一步加強。

通過計算流體力學(xué)的應(yīng)用，對薄膜蒸發(fā)器內(nèi)各種場分布實現(xiàn)成功預(yù)測，這就在薄膜蒸發(fā)器內(nèi)，進一步滿足了對液膜流動、傳熱、傳質(zhì)機理的研究。但是由于在薄膜蒸發(fā)器內(nèi)，蒸發(fā)過程比較復(fù)雜，無論國內(nèi)還是國外，基于計算流體力學(xué)技術(shù)，針對薄膜蒸發(fā)器流體流動特性所展開的研究還是比較少的。

在各種燃燒系統(tǒng)中，計算流體力學(xué)的應(yīng)用也是比較廣泛的。通過計算流體力學(xué)，在燃燒過程中，可以對各種狀態(tài)參數(shù)進行模擬，對燃燒器的燃燒過程加深理解，這不僅可以實現(xiàn)對燃燒反應(yīng)器的優(yōu)化，還可以相應(yīng)的控制污染物排放量。

另外，在生化反應(yīng)器模擬研究的過程中，計算流體力學(xué)也是一個重要的手段。生物反應(yīng)器包括攪拌式生化反應(yīng)器、氣升式環(huán)流反應(yīng)器等，通過對計算流體力學(xué)技術(shù)的應(yīng)用，不但可以獲取速度場、溫度場、濃度場等方面的詳細信息，還有助于對生化反應(yīng)器優(yōu)化、設(shè)計、放大等方面的研究。

但是，目前計算流體力學(xué)技術(shù)仍然不是很成熟，比如說，一些復(fù)雜物理、湍流、反應(yīng)等現(xiàn)象，還不太容易找到合適的模型，在許多問題的應(yīng)用上，數(shù)學(xué)模型也不夠精確。這就需要工作人員要針對研究對象，做出合理的選擇。即便如此，在化工過程研究中，計算流體力學(xué)技術(shù)已經(jīng)成為不可缺少的工具，相信隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在化工領(lǐng)域中，計算流體力學(xué)技術(shù)將會得到更廣泛的應(yīng)用。

參考文獻

[1] 張少華.化學(xué)鏈燃燒系統(tǒng)設(shè)計與計算流體力學(xué)模擬.華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文.2011(07).

[2] 成娟.計算流體力學(xué)中的高精度數(shù)值方法回顧[A].計算物理.2009(09).

工程流體力學(xué)論文范文第3篇

關(guān)鍵詞：工程流體力學(xué)；教學(xué)改革；第一次課

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）24-0218-02

工程流體力學(xué)課程在我校這一工科院校中，長期以來，本科生在未學(xué)習(xí)之前，已經(jīng)從他人那里了解到，這門課很難，不好學(xué)，不好過關(guān)。學(xué)生認為流體力學(xué)難學(xué)的后果，直接反映在多年來很少有人、甚至無人報考我校工科流體力學(xué)方向的碩士和博士，致使我校工程流體力學(xué)方向后續(xù)人才短缺，學(xué)科建設(shè)出現(xiàn)重重困難。那么作者希望學(xué)生在學(xué)習(xí)這門課程的過程中，是輕松、主動而有興趣地去學(xué)習(xí)。為了幫助學(xué)生克服畏難情緒，對工程流體力學(xué)課程學(xué)習(xí)產(chǎn)生興趣，輕松學(xué)好這門課，作者在十幾年的教學(xué)過程當(dāng)中，積累了一些經(jīng)驗。開好頭，為課程打好良好的第一印象非常關(guān)鍵，所以作者非常重視第一次課的講授內(nèi)容，以增強學(xué)生學(xué)習(xí)信心和培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣為主要目的，為順利完成該課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

一、第一次課的教學(xué)內(nèi)容

在第一次課，首先自我介紹，然后點名相互認識，留下聯(lián)系方式，介紹教材和參考書，授課的章節(jié)和學(xué)時安排等常規(guī)內(nèi)容外，講授內(nèi)容主要分為兩大塊：（1）上課要求；（2）緒論。

1.上課要求。上課要求主要包括課程學(xué)習(xí)目的和意義、出席和上課紀律要求、作業(yè)和實驗報告要求、考核方法等內(nèi)容。①學(xué)習(xí)目的和意義。學(xué)習(xí)目的和意義按照大綱要求，掌握流體力學(xué)的基本知識，及其解決問題的基本方法和基本實驗技能。強調(diào)“基本”的含義，因為是首次接觸本課程，系統(tǒng)介紹流體力學(xué)知識，對大家的要求是“基本”的，同時也強調(diào)僅這些即將學(xué)的基本知識也能夠解決一些工程應(yīng)用的問題，并簡單舉例。②出席和上課紀律要求。出席和上課紀律應(yīng)該遵守學(xué)校規(guī)定，但是考慮到學(xué)生個體的不同。所以有必要讓學(xué)生清楚什么樣的行為是被接受的、允許的，不要出現(xiàn)行為困難的問題。③作業(yè)和實驗報告要求。作業(yè)和實驗報告會出現(xiàn)抄襲現(xiàn)象，回避是沒有用的，所以上課時直接指出來，希望將抄襲現(xiàn)象弱化。指出要借鑒，而不是抄襲。這樣大大降低了學(xué)生不經(jīng)過理解地抄襲作業(yè)現(xiàn)象。④考核方法。將考核方式明確地告訴學(xué)生，是平時成績和課程結(jié)束后的閉卷考試成績各占一定比例，綜合評出成績。并計算出考核通過的最低考試成績。同時強調(diào)不存在不通過比例。這樣可以避免兩種不良現(xiàn)象發(fā)生，一是學(xué)生會盲目認為很難學(xué)，不能過關(guān)而放棄學(xué)習(xí)，二是成績差的學(xué)生會因為排名總在后面，而放棄學(xué)習(xí)。

2.緒論。緒論主要包括工程流體力學(xué)研究內(nèi)容、課程特點、研究方法、解題步驟、學(xué)習(xí)方法和大學(xué)生認知階段，等等方面。重點講前三點涉及的內(nèi)容。①流體力學(xué)研究內(nèi)容。講述工程流體力學(xué)研究內(nèi)容首先展開講解的是研究對象為流體，此時雖然沒有講流體的定義，但是還是提出請學(xué)生舉例哪些物質(zhì)是流體？讓學(xué)生從最簡單的問題開始流體力學(xué)知識的學(xué)習(xí)。學(xué)生說對了予以肯定。學(xué)生會將多相流和塑性物質(zhì)列進來，也要說清楚與本課程所學(xué)流體的區(qū)別和聯(lián)系，并將學(xué)生想不到的流體補充出來，還告訴學(xué)生目前最新研究方向在處理流固相互作用時有提出將固體處理為特殊流體，以簡化流固交界面的處理；還有已有研究表明固體顆粒的高速運動遵循流體力學(xué)規(guī)律，以及當(dāng)車流量和人流量很大時，被稱為交通流，猶如流體流動一樣，那么在后續(xù)課程講解中可將高密度、大流量的人群流動現(xiàn)象用來形象化的闡述流體的運動規(guī)律，幫助學(xué)生理解抽象的流體運動規(guī)律，使問題直觀。還需要指出，最常見的流體是空氣和水，人類無時無刻不處于空氣和水當(dāng)中，提醒學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中，可以將所學(xué)知識放到自己熟悉的環(huán)境中去理解，比如池塘或小河中的水、教室里的空氣，等等。將理論知識與生活結(jié)合起來，既能幫助理解所學(xué)知識，又能將知識應(yīng)用起來，提高學(xué)習(xí)興趣。②流體力學(xué)課程特點。流體力學(xué)課程的特點主要講三點，一是一門技術(shù)（專業(yè)）基礎(chǔ)性課程；二是用場的觀點研究問題；三是概念多、公式多。它是一門專業(yè)基礎(chǔ)課，從實踐中抽象出來，再應(yīng)用到實踐中去；所以課程知識可用于解決工程實際問題。用場的觀點研究問題。首先提問，說到“場”大家會想到什么？有的同學(xué)很高端大氣上檔次地回答重力場、電場、磁場，那我繼續(xù)問還有呢？有的學(xué)生開玩笑說操場，好像在說操場不夠檔次、不夠科學(xué)。而我肯定“操場”，因為是相同的“場”字嘛，而且還有工場、商場、廣場等。然后引導(dǎo)學(xué)生思考，既然用相同的“場”字，其中必有共同點，它是什么？學(xué)生想出來了，是某某占據(jù)的空間。以此類推，流體占據(jù)的空間就是“流場”，概念很容易就被理解了。同時還讓學(xué)生意識到科學(xué)不是高不可攀的，做科學(xué)時不要端起架子，它是很貼近生活的。流場的概念出來了，但是其空間的大小呢？這個問題也必須解釋清楚。首先提出兩個問題讓學(xué)生思考：海洋是海水占據(jù)的空間，是一個流場嗎？大氣層是空氣占據(jù)的空間，是一個流場嗎？其實流場的大小與我們要研究的空間范圍有關(guān)。比如，我們現(xiàn)在想知道教室內(nèi)空氣的溫度分布，那么要分析的流場就是教室內(nèi)空氣占據(jù)的空間；如果要預(yù)報中國天氣，那么中國上空的大氣層或者更大范圍就是要研究的流場；如果想了解南海海洋環(huán)流、潮汐流動等，南海海水占據(jù)的空間就是要求解的流場。將抽象概念與實際結(jié)合，在易于理解的同時，引起學(xué)習(xí)興趣。在此基礎(chǔ)上，進一步與物理量場聯(lián)系起來，流場中的物理量，比如速度，是時間和空間函數(shù)，被稱為速度場，還有壓力場，等等。場是具有連續(xù)無窮維自由度的系統(tǒng)，那么流場的速度場、壓力場，等等具有連續(xù)性，與第一章中連續(xù)介質(zhì)假設(shè)內(nèi)容一致，在這里提到，為后面學(xué)習(xí)埋下伏筆。概念多、公式多的原因是因為在以前的學(xué)習(xí)過程中鮮有接觸與流體力學(xué)有關(guān)的知識，導(dǎo)致大量的專業(yè)術(shù)語集中出現(xiàn)。但是這些概念、公式并不是全新的。比如流體質(zhì)點的概念與以前物理中所學(xué)的質(zhì)點概念是很一致的；多的公式其實是質(zhì)量守恒定律、牛頓定律、能量守恒定律、動量定理，等等在流體力學(xué)中的表達形式，比如連續(xù)性方程是質(zhì)量守恒定律的表達形式，伯努利方程與能量守恒定律相吻合，歐拉方程、Navier-Stokes方程是牛頓運動定律的表現(xiàn)形式，動量方程是動量定理的表達，把要學(xué)到的主要方程名稱在此敘述一遍，目的是讓學(xué)生有個初步接觸，為后續(xù)學(xué)習(xí)打下鋪墊。③流體力學(xué)研究方法。流體力學(xué)研究方法主要有三種：解析方法、實驗方法和數(shù)值計算方法。本課程主要介紹解析方法，有一章是專門介紹實驗研究方法的，而數(shù)值計算方法本課程幾乎不涉及，由計算流體力學(xué)講解。并強調(diào)，求解的基本方程是連續(xù)性方程、歐拉方程或Navier-Stokes方程，那么為什么基本方程一樣，可以求解出各種不同的流動？于是提出邊界條件和初始條件的概念，使邊界條件和初始條件的重要性一目了然；也為后續(xù)學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，并引起學(xué)生的興趣和重視。

二、結(jié)論與展望

通過第一次課，使學(xué)生對整個課程的要求、特點、內(nèi)容有一個整體了解，做到心中有數(shù)，克服不良情緒，從不同方面讓學(xué)生做好學(xué)習(xí)的心理準備。第一次課，如果是一個良好開端，并為后續(xù)學(xué)習(xí)做了大量鋪墊，使學(xué)生獲得了自信，并激發(fā)了其學(xué)習(xí)的興趣，學(xué)生后面的學(xué)習(xí)將會順利很多。工程流體力學(xué)是大部分工程專業(yè)的重要基礎(chǔ)課程，作者希望學(xué)生靈活掌握流體力學(xué)知識，并能夠在工作中活學(xué)活用。

參考文獻：

[1]許維德.流體力學(xué)[M].北京：國防工業(yè)出版社，1979.

[2]張也影.流體力學(xué)[M].北京：高等教育出版社，1999.

工程流體力學(xué)論文范文第4篇

關(guān)鍵詞：工程流體力學(xué)；精品課建設(shè)；師資建設(shè)

作者簡介：陳國晶（1971-），女，黑龍江訥河人，黑龍江科技學(xué)院機械工程學(xué)院，講師；趙存友（1969-），男，黑龍江安達人，黑龍江科技學(xué)院機械工程學(xué)院，副教授。（黑龍江 哈爾濱 150027）

基金項目：本文系黑龍江省高等教育學(xué)會高等教育科學(xué)研究“十一五”規(guī)劃重點課題（課題編號：115C-174）、黑龍江科技學(xué)院教研課題“《工程流體力學(xué)》課程任務(wù)式教學(xué)內(nèi)容的改革與實踐”的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）13-0105-02

“工程流體力學(xué)”為黑龍江科技學(xué)院（以下簡稱“我校”）機械、采礦、環(huán)境、安全、土建等專業(yè)重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程。由于面向的專業(yè)范圍廣、學(xué)生層次多，因此要將該課建設(shè)成省級精品課程，對師資隊伍和教學(xué)條件等要求高，需要改革的環(huán)節(jié)多，課程建設(shè)的難度大。我們在深入解讀省級精品課程指標內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，圍繞課程建設(shè)的目標和任務(wù)，結(jié)合課程自身特點，根據(jù)各專業(yè)具體培養(yǎng)方向和要求，從課程教學(xué)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和基礎(chǔ)工作入手，立足學(xué)生知識和能力的全面培養(yǎng)，狠抓師資隊伍建設(shè)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段以及學(xué)生成績的考核改革，強化實驗室、教材、多媒體課件、網(wǎng)絡(luò)資源等教學(xué)條件的建設(shè)，構(gòu)建多元化的教學(xué)體系，在2007年實現(xiàn)了課程建設(shè)目標。

一、加強師資隊伍建設(shè)

我們將精品課程評審指標體系中所有二級指標的主要觀測點概括為“德”、“才”、“勤”、“能”四個方面，并從這四個方面打造一流的師資隊伍。通過對課程組教師進行優(yōu)化組合，充分發(fā)揮每個人的特長，并進行重點培養(yǎng)，使課程組每個參與建設(shè)的教師都能從事最能發(fā)揮其才能的工作，各盡所能，使每個人都能有成就感，成為某個方面的行家里手。尤其對青年教師，使其能力在課程具體建設(shè)過程中得到充分的發(fā)揮和鍛煉，業(yè)務(wù)能力和教、科研水平顯著提高。

根據(jù)實際情況，我們將拓寬知識領(lǐng)域、提高知識層次（重點是專業(yè)理論知識、實踐能力、教學(xué)能力、教研能力以及學(xué)歷、職稱的提高）作為“工程流體力學(xué)”師資隊伍建設(shè)的內(nèi)容及目標，并采取如下具體措施：

（1）導(dǎo)師制培養(yǎng)，實行“一帶一”、“多幫一”工程，由老教師對青年教師進行一對一、多對一的指導(dǎo)，尤其是課程負責(zé)人在教學(xué)的各個環(huán)節(jié)、論文的撰寫及教科研立項等方面對青年教師進行全方位的指導(dǎo)。

（2）制定助課、互相聽課及集體備課制度，課程負責(zé)人聽課程組成員的課每學(xué)期至少一次，年輕教師聽老教師的課每學(xué)期至少一次，利用教研室活動時間經(jīng)常進行集體備課及教學(xué)研討。

（3）送出去培養(yǎng)與在職提高相結(jié)合，通過讀碩、讀博，努力提高課程組教師的學(xué)歷水平。

（4）鼓勵課程組教師積極參加學(xué)院及學(xué)校舉辦的教師教學(xué)技能大賽，參與實驗室建設(shè)，指導(dǎo)“工程流體力學(xué)”創(chuàng)新設(shè)計大賽和指導(dǎo)大學(xué)生科技活動。

（5）鼓勵青年教師在各項工作中勇挑重擔(dān)，為青年教師創(chuàng)造展示才能的機會。

二、完善教學(xué)條件

1.教材及資料庫建設(shè)

“適用”的教材才是一流的教材。遵循功能和諧原則、整體和諧原則、環(huán)境和諧原則、市場和諧原則和經(jīng)濟和諧原則，為不同專業(yè)選用了不同版本的教材。同時注重紙質(zhì)及電子資料的收集和整理，注重教學(xué)研究成果的總結(jié)和提煉，創(chuàng)建了“工程流體力學(xué)”紙質(zhì)及電子資料庫。

2.實驗室建設(shè)

將實驗室建設(shè)納入課程建設(shè)規(guī)劃。與課程需要相適應(yīng)的實驗室建設(shè)才是科學(xué)、合理、有序、有度的建設(shè)，避免與課程建設(shè)相脫節(jié)的實驗室建設(shè)，杜絕重復(fù)性建設(shè)。根據(jù)專業(yè)需求補充購置相應(yīng)的實驗教學(xué)儀器，用于開展常規(guī)實驗、綜合性實驗和設(shè)計性試驗。根據(jù)現(xiàn)場教學(xué)的需要，補充測壓儀表、保留管路實驗系統(tǒng)。為開展“流體力學(xué)創(chuàng)新設(shè)計大賽”和指導(dǎo)“大學(xué)生科技立項”等第二課堂活動創(chuàng)建虛擬實驗室和創(chuàng)新設(shè)計實踐基地。

3.輔助教學(xué)資源建設(shè)

基于“精”、“新”、“奇”的指導(dǎo)思想，應(yīng)用多媒體技術(shù)制作高質(zhì)量多媒體課件及教學(xué)網(wǎng)站。[1]我們根據(jù)不同專業(yè)具體要求的不同，制作了分別與自編教材及與不同專業(yè)選用教材配套的多套多媒體課件及電子輔導(dǎo)資料，利用第二課堂活動，指導(dǎo)學(xué)生制作了大量的演示基本概念、流動現(xiàn)象、基本原理的Flas和典型實驗的Flash模擬軟件。在網(wǎng)站上提供必要的圖片、實物照片，鏈接媒體素材、實驗錄像、演示流動現(xiàn)象及進行虛擬實驗的Flas，插入重大流體事件、背景知識及相關(guān)學(xué)科前沿知識。教學(xué)網(wǎng)站上提供豐富的相關(guān)教學(xué)內(nèi)容、鏈接國內(nèi)外著名流體力學(xué)網(wǎng)站，為學(xué)生及時了解反映流體力學(xué)發(fā)展前沿和最新動態(tài)的科技文獻資料提供便利，同時為考研的學(xué)生提供學(xué)習(xí)指導(dǎo)。教學(xué)網(wǎng)站板塊全，內(nèi)容豐富，實用性、可操作性強，而且嵌套有在線測試及網(wǎng)上考試系統(tǒng)，所有教學(xué)及輔導(dǎo)資料全部掛在網(wǎng)站上，成為學(xué)生課外自學(xué)和復(fù)習(xí)的良好平臺。2007年利用學(xué)校webCT網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源又開展了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，進一步拓展了教學(xué)空間。

三、深化教學(xué)內(nèi)容

任何課程的教學(xué)內(nèi)容都不是一成不變的。教師所講授的內(nèi)容應(yīng)是經(jīng)過提煉和加工過的本門課程的精華部分。我們注重與專業(yè)的對接，根據(jù)各專業(yè)側(cè)重點的不同，合理確定教學(xué)內(nèi)容；根據(jù)生源質(zhì)量的區(qū)別，以學(xué)生為本，實行分層次教學(xué)。根據(jù)我校應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標，明確課程為專業(yè)服務(wù)的目的和地位，以適合該門課程的思維方式來組織教學(xué)內(nèi)容，并進行模塊式整合，為不同專業(yè)設(shè)置相應(yīng)的可選模塊。在教學(xué)過程中注重有效知識和長效知識，壓縮經(jīng)典內(nèi)容，充實應(yīng)用實例，并將教改、教研成果及學(xué)科最新的前沿成果滲透到課程的教學(xué)當(dāng)中，做到內(nèi)容精煉，難易適中，主線突出，理論聯(lián)系實際，融知識傳授、能力培養(yǎng)、素質(zhì)教育于一體。

四、改革教學(xué)方法、手段和考核方式

教學(xué)有法，教無定法，只有科學(xué)的方法和適用的手段相結(jié)合才是最優(yōu)的組合，也只有方法的“靈活化”和手段的“多樣化”才能體現(xiàn)出個性化教學(xué)。

教學(xué)方法上：在理論教學(xué)中，“精講寬練、注重實踐，教學(xué)互動、多元考核”。根據(jù)課程內(nèi)容和學(xué)生特點，采用適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法靈活組織課堂教學(xué)，注重工程背景及實踐應(yīng)用，注重有效知識和長效知識，不盲目模仿和刻意追求。在實驗教學(xué)中，根據(jù)實驗性質(zhì)的不同，由“問題”導(dǎo)入實驗，著重強調(diào)實驗?zāi)康?、原理?yīng)用，注重實驗技能和方法、數(shù)據(jù)分析和處理，啟發(fā)學(xué)生獨立思考，培養(yǎng)學(xué)生獨立分析問題、解決問題的能力和創(chuàng)新精神。

教學(xué)方式和教學(xué)手段上：采用多媒體課件與板書相結(jié)合的授課方式。同時，鼓勵學(xué)生充分利用虛擬實驗室、課程網(wǎng)站等輔助教學(xué)資源進行預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)和自我測驗。目前我們每學(xué)年面向全校5個教學(xué)單位的8個專業(yè)方向、30多個班級講授“工程流體力學(xué)”，應(yīng)用多媒體課件與板書結(jié)合進行授課的比例達100%。

在學(xué)生成績考核上：采用“知識與能力并重”的“多元化”考核方式，平時成績占總成績的30%，其中課堂表現(xiàn)（包括出勤、聽課情況和平時測驗、回答提問等）滿分10分，作業(yè)成績滿分10分，實驗成績滿分10分。課堂表現(xiàn)及作業(yè)成績由任課教師給出，而實驗成績由實驗教師給出，如果學(xué)生實驗成績不合格，則不允許其參加期末考試。

五、構(gòu)建多元化的教學(xué)體系

結(jié)合課程自身特點以及專業(yè)需求的不同，對實踐教學(xué)過程進行科學(xué)規(guī)劃，拓展外延、豐富內(nèi)容，充實內(nèi)涵，設(shè)置了“實驗教學(xué)+現(xiàn)場教學(xué)+第二課堂活動”的多元化的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。

結(jié)合學(xué)校開展的大學(xué)生科研立項等素質(zhì)教育活動，積極對學(xué)生進行創(chuàng)新意識和綜合能力的培養(yǎng)，鼓勵學(xué)生在各實踐環(huán)節(jié)中，綜合運用各種知識和手段創(chuàng)造性地分析問題、解決問題。自2002年起，課程組在全校范圍內(nèi)成功舉辦了五屆“流體力學(xué)創(chuàng)新設(shè)計大賽”。流體力學(xué)虛擬實驗室擁有專用微機及相關(guān)軟件；創(chuàng)新設(shè)計實踐基地現(xiàn)有工作臺、臺鉗、鉆床、手電鉆等簡易設(shè)備及錘、銼、鋸、螺絲刀等常用工具，為學(xué)生創(chuàng)新及科技制作提供常用耗材，基本能夠滿足Flas制作、演示、文字處理、實物加工制作的最基本要求。2007年，課程組開始指導(dǎo)大學(xué)生科技立項并有多項成果結(jié)題驗收。

課程建設(shè)的目的是提高教學(xué)質(zhì)量，歸根結(jié)底是提高培養(yǎng)的學(xué)生的質(zhì)量，而學(xué)生質(zhì)量的衡量標準則是其綜合素質(zhì)及創(chuàng)新能力。運用“小課程大工程”的教學(xué)理念，從課堂教學(xué)、實驗教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、課外實踐活動和學(xué)術(shù)講座五個方面，將學(xué)生綜合素質(zhì)及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)貫穿到課程教學(xué)的全過程。[2，3]總結(jié)出精品課程建設(shè)的“多元化”學(xué)生綜合素質(zhì)和能力的培養(yǎng)模式，即：

（1）正確處理經(jīng)典與現(xiàn)代的關(guān)系，在課堂教學(xué)中，利用多媒體課件，融經(jīng)驗教學(xué)及現(xiàn)代教學(xué)為一體，開闊學(xué)生的視野，培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)和能力。

（2）改革實驗教學(xué)內(nèi)容，增加實驗項目，豐富實驗教學(xué)方式，增強學(xué)生的實踐動手能力。

（3）拓展課堂教學(xué)空間，利用網(wǎng)絡(luò)資源，開闊學(xué)生的視野，豐富學(xué)生的學(xué)科知識。

（4）以創(chuàng)新設(shè)計大賽和大學(xué)生科技活動為載體，引導(dǎo)學(xué)生參加第二課堂活動，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造熱情，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新精神，提高學(xué)生獲取知識、運用知識的能力和創(chuàng)新能力。

（5）通過科技講座，豐富學(xué)生的專業(yè)和學(xué)科知識，培養(yǎng)學(xué)生的科研意識和科學(xué)精神。

六、結(jié)束語

精品課程建設(shè)是時代的要求，具有豐富的內(nèi)容，并隨著時代的發(fā)展而不斷更新。精品課程建設(shè)是一個復(fù)雜過程，是一項系統(tǒng)工程，其中涉及大量的管理問題。精品課程建設(shè)作為中國教育發(fā)展史上的新生事物，需要廣大教師投入大量的時間、精力，不斷探索，不斷創(chuàng)新，是一項永無止境的工作。如何針對不同地區(qū)、不同高校、不同教師學(xué)生，分層次、多樣化地建立精品課程評價指標體系，如何更好地發(fā)展和完善現(xiàn)有的精品課程，如何更好地發(fā)揮各級各類現(xiàn)有精品課程的作用，將是未來精品課建設(shè)研究的發(fā)展方向，因此精品課程建設(shè)的研究與實踐也是一項沒有終結(jié)的研究課題。

參考文獻：

[1]徐文娟，侯清泉，劉訓(xùn)濤.多媒體技術(shù)在《工程流體力學(xué)》教學(xué)中的應(yīng)用[J].理工高教研究，2008，（2）：94-95.

工程流體力學(xué)論文范文第5篇

【關(guān)鍵詞】項目驅(qū)動；空氣動力學(xué)；教學(xué)

0 前言

空氣動力學(xué)是工科院校中力學(xué)類、航空航天類、飛行器設(shè)計類等專業(yè)的專業(yè)必修課。它是研究空氣運動規(guī)律及其應(yīng)用的學(xué)科，在生活、環(huán)保、科學(xué)技術(shù)及工程中具有重要的應(yīng)用價值?？諝鈩恿W(xué)學(xué)科經(jīng)歷了幾個世紀的演變，如今形成了實驗測試、理論解析和數(shù)值模擬方法三足鼎立的局面。

計算流體力學(xué)（簡稱為CFD）是建立在經(jīng)典流體力學(xué)與數(shù)值計算方法基礎(chǔ)之上的一門學(xué)科，它通過計算機數(shù)值計算和圖像顯示的方法，在時間和空間上定量描述流場的數(shù)值解，從而達到對物理問題研究的目的。它是流體力學(xué)的一個分支，用于求解固定或變化幾何形狀空間內(nèi)的流體的動量、熱量和質(zhì)量方程以及相關(guān)的其它方程，并通過計算機模擬獲得某種流體在特定條件下的有關(guān)數(shù)據(jù)。CFD作為一種研究工具，它可以形象的展示流場的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從機理的角度解釋相應(yīng)流動的特點。

總之，CFD在現(xiàn)代生活和生產(chǎn)中的很多方面正在發(fā)揮著巨大的作用，對空氣動力學(xué)工作者的工作方式已經(jīng)產(chǎn)生了巨大的影響。針對空氣動力學(xué)課程的教學(xué)，本文探索了以CFD技術(shù)為手段，結(jié)合工程項目來促進教學(xué)的教學(xué)方式。

1 教學(xué)改革的必要性

目前，國內(nèi)大多數(shù)院校將空氣動力學(xué)作為本科階段的必修課，目前空氣動力學(xué)學(xué)科體系教學(xué)中存在的一些問題，有必要增加一部分CFD教學(xué)的內(nèi)容。多年以來，空氣動力學(xué)本科教學(xué)內(nèi)容主要是經(jīng)典的流體力學(xué)理論和傳統(tǒng)的實驗分析方法，且偏重于理論分析和對理論進行驗證性實驗，教學(xué)內(nèi)容比較抽象和單一，不能反映當(dāng)前空氣動力學(xué)學(xué)科發(fā)展的趨勢，不利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。同時，整個流體力學(xué)課程在建立了基本控制方程后，就開始轉(zhuǎn)而從一些特殊的流動出發(fā)，采用根據(jù)流動特點進行簡化的方式，先建立物理模型，再得到數(shù)學(xué)模型，進而得到我們在書中經(jīng)?？吹降暮芏唷袄碚摗?，比如不可壓無旋流、旋渦動力學(xué)、水波動力學(xué)、氣體動力學(xué)等等，甚至理論中還包括理論，比如不可壓無旋流中還有自由流線理論，等等。形成一個類似于俄羅斯套娃的學(xué)科結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)容易給人一種支離破碎的印象。如果在空氣力學(xué)課程后續(xù)學(xué)期增加一些CFD的內(nèi)容，會使得學(xué)生對方程描述的重要性有個很好的認識。因為方程描述只是一部分，還必須要求解后才能得到各種物理量的分布，從而對問題進行相應(yīng)的分析。而且，CFD課程也能和實驗課程進行很好的配套，比如層流到湍流的轉(zhuǎn)I實驗，彎管中的流動實驗等，借助于CFD技術(shù)中的圖片、動畫來展示流場結(jié)構(gòu)，有利于培養(yǎng)學(xué)生產(chǎn)生數(shù)值模擬工作的興趣，激發(fā)學(xué)生的積極性。

另一方面，畢業(yè)設(shè)計是本科教學(xué)中的重要一環(huán)，也是最后一環(huán)。畢業(yè)設(shè)計的目的之一就是讓學(xué)生們綜合運用以前所學(xué)的各種知識，進行一次完整的科研訓(xùn)練，以提高學(xué)生們獨立分析和解決實際問題的能力，為以后從事科研工作打下一定的基礎(chǔ)?，F(xiàn)在，畢業(yè)設(shè)計中數(shù)值模擬的題目越來越多，而學(xué)生們沒有接觸過數(shù)值模擬，往往都是從畢業(yè)設(shè)計開始時才開始了解CFD的相關(guān)知識，學(xué)習(xí)相應(yīng)的軟件，這無疑會影響到畢業(yè)設(shè)計的進度，為了提高畢業(yè)設(shè)計的進度和題目的完成質(zhì)量，有必要在大學(xué)的培養(yǎng)階段講授相關(guān)的CFD知識。

基于此，國內(nèi)外部分院校在本科階段已經(jīng)開設(shè)了CFD相關(guān)課程，如斯坦福、中科大等知名院校。由于CFD基礎(chǔ)理論知識比較復(fù)雜，且本科畢業(yè)設(shè)計中關(guān)于數(shù)值模擬的題目大都是商業(yè)軟件的應(yīng)用計算，而且學(xué)生們沒有相關(guān)計算方法課程的基礎(chǔ)，所以在本科階段的CFD課程應(yīng)以軟件的應(yīng)用為主。

2 教學(xué)改革的方法與內(nèi)容

空氣動力學(xué)專業(yè)方向相關(guān)課程包括空氣動力學(xué)、風(fēng)工程、計算流體力學(xué)、飛行器設(shè)計等。在該系列課程的教學(xué)中，始終以計算流體力學(xué)的數(shù)值模擬為主要手段，以完成“風(fēng)能發(fā)電在建筑中的應(yīng)用”等相關(guān)項目為目標，以促進學(xué)生對課程基礎(chǔ)知識的掌握，并培養(yǎng)學(xué)生理論與實踐交融結(jié)合，解決實際工程問題的能力。整個過程主要分為學(xué)科基礎(chǔ)驗證性項目、應(yīng)用型工程項目和綜合性科研項目三個階段：

第一階段：以理論教學(xué)為主的專業(yè)基礎(chǔ)知識（如空氣動力學(xué)、風(fēng)工程等課程）學(xué)習(xí)階段，重點是夯實基礎(chǔ)，改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，提升學(xué)生的專業(yè)知識和技能素養(yǎng)。

第二階段：寬口徑的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)知識（如計算流體力學(xué)、風(fēng)工程應(yīng)用軟件等課程）學(xué)習(xí)階段，注重專業(yè)理論與實踐相結(jié)合，使學(xué)生掌握專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)理論和基本實踐動手能力培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決實際問題的能力，全面拓展學(xué)生的相互協(xié)作及各方面的綜合素質(zhì)。

第三階段：結(jié)合“風(fēng)能發(fā)電在建筑中的應(yīng)用”相關(guān)項目，采用項目教學(xué)手段進行專業(yè)理論與實踐的密切結(jié)合，完成畢業(yè)設(shè)計的內(nèi)容，注重學(xué)生的實踐能力和個性發(fā)展，創(chuàng)新意識與綜合素質(zhì)的全面提高。

在教學(xué)過程的不同階段，所完成的內(nèi)容的側(cè)重點應(yīng)有所區(qū)別。如第一階段，通過教師的指導(dǎo)，以學(xué)科實驗性項目為主要內(nèi)容，使學(xué)生通過數(shù)值模擬的手段熟悉并加深理解相關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)知識，掌握基本的完成任務(wù)的科學(xué)方法。完成的項目內(nèi)容包括“NACA系列翼型的氣動性能的數(shù)值計算”、“二維不同形狀鈍體繞流卡門渦街的數(shù)值模擬”等；第二階段，通過教師的指導(dǎo)，以專業(yè)實踐為主要內(nèi)容，結(jié)合實際工程項目，完成一些專業(yè)應(yīng)用項目。項目內(nèi)容包括“某垂直軸風(fēng)機的氣動性能的數(shù)值計算”、“某高層建筑繞流流場的數(shù)值風(fēng)洞模擬”等。第三階段，學(xué)生參與教師科研項目研究過程中，以接觸到課程以外的綜合性科研課題或新問題，整理項目資料及各種計算數(shù)據(jù)、形成一份研究報告，并最終以論文的形式發(fā)表。項目內(nèi)容包括“集成垂直軸風(fēng)機的高層高層建筑繞流流場的數(shù)值模擬”、“增強型垂直軸風(fēng)機的氣動性能的優(yōu)化與設(shè)計”等。

3 教學(xué)效果

采用項目驅(qū)動式的教學(xué)方法，在教學(xué)過程發(fā)現(xiàn)中有以下優(yōu)勢：

（1）采用數(shù)值模擬的手段，結(jié)合學(xué)科知識點的實驗性驗證項目，通過數(shù)值模擬方法的可視化后處理技術(shù)，使學(xué)生加深理解了相關(guān)專業(yè)相對枯燥的基礎(chǔ)知識點。

（2）項目內(nèi)容由淺入深，從基礎(chǔ)知識到專業(yè)知識均有涉及，使學(xué)生對相關(guān)知識有全面的掌握。

（3）項目驅(qū)動的教學(xué)方法超越了單純的專業(yè)知識掌握，立足于學(xué)生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)、以學(xué)生的自主性探索性學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)，采用科學(xué)研究及實踐的方法，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力以及分析問題和解決問題的能力，能夠激發(fā)和提升他們協(xié)作、創(chuàng)新、探索的精神，解決了在傳統(tǒng)教育下學(xué)生理論知識有余，而實際動手能力和實踐經(jīng)驗不足的弊端。

以上的觀點及做法是個人及相關(guān)同事在多年的教學(xué)過程中，對空氣動力學(xué)教學(xué)改革提出的一些膚淺看法。在已經(jīng)實踐的過程中看出，該方法能激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，提高學(xué)生工程應(yīng)用能力，有良好的教學(xué)效果。

【參考文獻】

[1]徐雅斌.項目驅(qū)動教學(xué)模式的研究與實踐[J].遼寧工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2011，13：125-130.