流體動(dòng)力學(xué)原理精選(九篇)

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第1篇：流體動(dòng)力學(xué)原理范文

關(guān)鍵詞：工程流體力學(xué)；環(huán)境類；教學(xué)難點(diǎn)；教學(xué)方法；銜接技巧

作者簡(jiǎn)介：齊旭東（1981-），男，河北唐山人，河北工業(yè)大學(xué)能源與環(huán)境工程學(xué)院，講師。（天津 300401）

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）34-0130-02

一、環(huán)境類工程流體力學(xué)的學(xué)科特色分析

環(huán)境類專業(yè)涉及流體力學(xué)的內(nèi)容廣泛，而且與機(jī)械、熱能動(dòng)力、水利等傳統(tǒng)學(xué)科對(duì)流體力學(xué)的要求有明顯不同。[1-3]河北工業(yè)大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱“我?！保┉h(huán)境工程專業(yè)采用聞德蓀先生編著的《工程流體力學(xué)》教材，由高等教育出版社出版，分上下兩冊(cè)，上冊(cè)為《理論流體力學(xué)基礎(chǔ)》，下冊(cè)為《應(yīng)用流體力學(xué)》。該教材與其它傳統(tǒng)學(xué)科所采用的流體力學(xué)教材相比區(qū)別較大：由于人類生活和生產(chǎn)主要局限在生物圈，生物圈中水和氣是無(wú)處不在的，環(huán)境類專業(yè)主要圍繞水和氣，因此，上冊(cè)《理論流體力學(xué)基礎(chǔ)》的覆蓋面極大，包括靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、恒定平面勢(shì)流、流動(dòng)相似原理、流動(dòng)阻力和能力損失等模塊；下冊(cè)《應(yīng)用流體力學(xué)》包括孔口和管嘴出流、有壓管流、明渠流、堰流、滲流等模塊。下冊(cè)以水為主，旁及氣體，實(shí)際上是水力學(xué)基礎(chǔ)。但是，與傳統(tǒng)水力學(xué)又有著明顯的不同，這一不同并不是教材主要內(nèi)容的差異，而是學(xué)科體系的構(gòu)建不同。傳統(tǒng)水力學(xué)在學(xué)科構(gòu)建上有著鮮明的學(xué)科特色，而環(huán)境類專業(yè)所學(xué)習(xí)的《應(yīng)用流體力學(xué)》（教材下冊(cè)）是采用更加簡(jiǎn)單的方式初步介紹水力學(xué)。換言之，是上冊(cè)《理論流體力學(xué)》的動(dòng)力學(xué)在幾種特殊邊界流場(chǎng)中的具體應(yīng)用，這些特殊流場(chǎng)的研究對(duì)于設(shè)計(jì)和計(jì)算環(huán)境類的反應(yīng)器、構(gòu)筑物的形式和尺寸，以及流體輸配具有重要意義。

工程流體力學(xué)與三大力學(xué)（理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)）相比，其主要概念和原理幾乎沒(méi)有相似之處，[4-6]與大學(xué)物理學(xué)相比也無(wú)相似之處。[7]換言之，在工程流體力學(xué)中涉及的概念和原理對(duì)本科生來(lái)說(shuō)幾乎是全新的。工程流體力學(xué)建立在連續(xù)介質(zhì)假設(shè)基礎(chǔ)上，是通過(guò)牛頓經(jīng)典力學(xué)和高等數(shù)學(xué)知識(shí)對(duì)流體靜止和運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行研究，通過(guò)歐拉法或拉格朗日法對(duì)流動(dòng)現(xiàn)象建立數(shù)學(xué)模型，從而用微積分等高等數(shù)學(xué)方法解決流體流動(dòng)問(wèn)題。該學(xué)科的基本概念和原理在三大力學(xué)或大學(xué)物理學(xué)中幾乎是從未提及過(guò)的。

可見(jiàn)，工程流體力學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)鮮明，是環(huán)境類專業(yè)的重要骨干課程。筆者從事工程流體力學(xué)教學(xué)7年有余，并主動(dòng)向老教師或其他同行學(xué)習(xí)探討，發(fā)現(xiàn)除了要把握好該課程的學(xué)科特點(diǎn)外，對(duì)教學(xué)難點(diǎn)也要廣泛篩選、收集和研究，并結(jié)合教學(xué)方法進(jìn)行探討論證，[8-12]具體分析見(jiàn)表1及下文。

表1 若干教學(xué)難點(diǎn)與教材章節(jié)對(duì)應(yīng)一覽表

序號(hào) 教學(xué)難點(diǎn) 教材章節(jié)[1]

1 連續(xù)介質(zhì)假設(shè) 第一章緒論

2 隔離體受力分析 第一章緒論

3 流體相對(duì)平衡 第二章流體靜力學(xué)

4 流體靜力學(xué)基本方程、阿基米德原理 第二章流體靜力學(xué)

5 拉格朗日法、歐拉法 第三章流體運(yùn)動(dòng)學(xué)

6 亥姆霍茲速度分解定理 第三章流體運(yùn)動(dòng)學(xué)

7 理想流體動(dòng)力學(xué)、實(shí)際流體動(dòng)力學(xué) 第四章理想流體動(dòng)力學(xué)和平面勢(shì)流、第五章實(shí)際流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)

8 牛頓一般相似原理、單項(xiàng)力相似準(zhǔn)則 第六章量綱分析和相似原理

9 普朗特混和長(zhǎng)度理論 第七章流動(dòng)阻力和能量損失

10 孔口、管嘴出流和有壓管流 第九章有壓管流和孔口、管嘴出流

11 堰流 第十章明渠流和閘孔出流及堰流

12 滲流 第十一章滲流

二、環(huán)境類工程流體力學(xué)的教學(xué)難點(diǎn)與教學(xué)方法銜接技巧分析

連續(xù)介質(zhì)假設(shè)（序號(hào)1）是工程流體力學(xué)的基礎(chǔ)，其重要性不言而喻，但是作為一門(mén)新課程的開(kāi)始，學(xué)生往往很難接受這樣的模型假設(shè)。因此，宜采用討論法處理該問(wèn)題，討論法的難點(diǎn)是避免討論課的無(wú)計(jì)劃性。質(zhì)點(diǎn)的概念對(duì)于研究流體運(yùn)動(dòng)是至關(guān)重要的，但是有大半學(xué)生掌握不到要領(lǐng)。具體體現(xiàn)在，把流體質(zhì)點(diǎn)的概念與物理學(xué)剛體質(zhì)點(diǎn)的概念混淆，覺(jué)得二者完全一致，沒(méi)有特殊涵義。面對(duì)這一問(wèn)題，與學(xué)生針對(duì)兩個(gè)“質(zhì)點(diǎn)”概念進(jìn)行詳細(xì)的機(jī)理分析是很必要的。連續(xù)介質(zhì)假設(shè)的核心理念是流體質(zhì)點(diǎn)概念的提出，流體質(zhì)點(diǎn)是這樣定義的：流體質(zhì)點(diǎn)是指尺度大小同一切流動(dòng)空間（流場(chǎng)）相比微不足道又含有大量分子，具有一定質(zhì)量的流體微元；物理學(xué)中的剛體如果只發(fā)生平移運(yùn)動(dòng)的話，該剛體可簡(jiǎn)化成質(zhì)點(diǎn)處理，即用一個(gè)質(zhì)點(diǎn)代替剛體，使物理運(yùn)算變得很方便。因此，這兩個(gè)“質(zhì)點(diǎn)”概念有著不同的涵義，流體的主要特點(diǎn)之一就是易流動(dòng)性，流場(chǎng)的形狀受制于邊界條件，流場(chǎng)在流動(dòng)過(guò)程中，邊界形狀不斷變化，所以，流場(chǎng)形狀也在不斷變化，因此，流體質(zhì)點(diǎn)不能替代流場(chǎng)，而是由大量的流體質(zhì)點(diǎn)組成連續(xù)介質(zhì)，填充整個(gè)流場(chǎng)。

工程流體力學(xué)本質(zhì)上講是力學(xué)問(wèn)題，需要在解題前進(jìn)行受力分析（序號(hào)2）。在中學(xué)物理學(xué)中，受力分析貫穿始終，為中學(xué)生所熟知。所以，該部分的學(xué)習(xí)推薦采用自學(xué)指導(dǎo)法和對(duì)比分析法，這樣可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。由于流場(chǎng)形狀受制于邊壁，流體的受力分析規(guī)律性不明顯，這與中學(xué)物理學(xué)的剛體受力分析區(qū)別較大。流體受力分析，均可從兩個(gè)方面進(jìn)行，即質(zhì)量力和表面力。質(zhì)量力包括重力和慣性力，屬于遠(yuǎn)程力，作用在整個(gè)流場(chǎng)的所有質(zhì)點(diǎn)上，其中，慣性力的存在與否取決于坐標(biāo)系的選擇。如果選擇慣性坐標(biāo)系，則慣性力肯定不存在；如果選擇非慣性坐標(biāo)系，則慣性力肯定存在。表面力包括切應(yīng)力和壓應(yīng)力，概念的內(nèi)涵與剛體的表面力相似，切應(yīng)力和壓應(yīng)力之間的區(qū)別在于作用力方向的不同。

很多學(xué)生不了解學(xué)習(xí)流體相對(duì)平衡（序號(hào)3）的意義何在，根據(jù)該知識(shí)的特點(diǎn)，可采用探究發(fā)現(xiàn)法處理該部分內(nèi)容。流體相對(duì)平衡的意義，在于將特殊的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題轉(zhuǎn)化成相對(duì)靜止的問(wèn)題，從而使計(jì)算得到簡(jiǎn)化。當(dāng)整個(gè)流場(chǎng)與固體邊壁無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，選擇非慣性坐標(biāo)系，根據(jù)達(dá)朗貝爾原理引入慣性力，可用相對(duì)平衡條件來(lái)處理該問(wèn)題，即對(duì)隔離體采用受力平衡條件，可使計(jì)算過(guò)程大大簡(jiǎn)化。

中學(xué)物理學(xué)所熟悉的流體靜力學(xué)基本方程（）和阿基米德原理（F浮=ρgV排），二者如何從流體靜力學(xué)的角度來(lái)重新定義（序號(hào)4），也是這一章的難點(diǎn)。該難點(diǎn)的講解宜采用啟發(fā)性談話法，該方法一定要注意談話內(nèi)容的設(shè)計(jì)合理性，以期對(duì)整個(gè)談話過(guò)程有的放矢。流體靜力學(xué)基本方程的限定條件是質(zhì)量力僅有重力，也就是說(shuō)，坐標(biāo)系為慣性坐標(biāo)系。如果將其推廣到非慣性坐標(biāo)系，則計(jì)算方法應(yīng)為歐拉平衡微分方程的積分式，歐拉平衡微分方程是建立在牛頓第二定律基礎(chǔ)上的。該部分需要學(xué)生將流體靜力學(xué)基本方程與歐拉平衡微分方程積分式進(jìn)行對(duì)照。阿基米德原理是計(jì)算浮力的基本原理為中學(xué)生所熟知，在中學(xué)物理中往往解釋成由實(shí)驗(yàn)研究獲得，實(shí)際上在大學(xué)工程流體力學(xué)中可以解釋成曲面所受靜壓力的合效應(yīng)使其意義更廣泛。

流動(dòng)現(xiàn)象如何用數(shù)學(xué)語(yǔ)言描述，這是流體力學(xué)建立的基礎(chǔ)，該難點(diǎn)的處理宜采用講授法。描述流體運(yùn)動(dòng)的方法有兩種，即拉格朗日法和歐拉法（序號(hào)5）。拉格朗日法是從流場(chǎng)中選擇關(guān)鍵性流體質(zhì)點(diǎn)組成流體質(zhì)點(diǎn)系，跟蹤每一個(gè)流體質(zhì)點(diǎn)，研究其運(yùn)動(dòng)規(guī)律，進(jìn)而總結(jié)出質(zhì)點(diǎn)系運(yùn)動(dòng)規(guī)律，從而推演出整個(gè)流場(chǎng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律，該方法概念清晰，但是分析和計(jì)算過(guò)程復(fù)雜。歐拉法是從流場(chǎng)中選擇有代表性的空間點(diǎn)，分析這些空間點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，從而總結(jié)出整個(gè)流場(chǎng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律。在計(jì)算流體力學(xué)中，常常采用拉格朗日法，在工程流體力學(xué)中常常采用歐拉法。

流體微元運(yùn)動(dòng)的基本形式包括平移、轉(zhuǎn)動(dòng)、角變形、線變形等。在流體微元內(nèi)部，如果已知其中一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)要素，在微元內(nèi)其他空間點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)要素可以用已知點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)要素表達(dá)出來(lái)，該定理稱為亥姆霍茲速度分解定理（序號(hào)6）。很多學(xué)生對(duì)該定理存在疑問(wèn)：微元內(nèi)部這兩個(gè)空間點(diǎn)之間怎么會(huì)存在聯(lián)系？該問(wèn)題適合采用探究發(fā)現(xiàn)法進(jìn)行介紹，教師可首先將其轉(zhuǎn)化成高等數(shù)學(xué)的模型，提示學(xué)生用微積分的方法來(lái)處理，具體而言，二者之間的聯(lián)系是通過(guò)高等數(shù)學(xué)中的泰勒公式建立的。

理想流體動(dòng)力學(xué)和實(shí)際流體動(dòng)力學(xué)（序號(hào)7）在工程流體力學(xué)中是可以合并講授的，采用系統(tǒng)講授法更合適，這樣更有利于知識(shí)的完整性。流體動(dòng)力學(xué)主要涉及三大方程的后兩個(gè)，即能量方程和動(dòng)量方程。首先介紹理想流體運(yùn)動(dòng)微分方程和實(shí)際流體運(yùn)動(dòng)微分方程，前者也稱為歐拉運(yùn)動(dòng)微分方程，后者也稱為N-S方程，這兩個(gè)重要方程均由牛頓第二定律推導(dǎo)獲得，二者可作為計(jì)算流體力學(xué)基礎(chǔ)，由此也可推導(dǎo)出能量方程。另一點(diǎn)需要注意，能量方程有兩種形式，理想流體能量方程和實(shí)際流體能量方程，前者可以統(tǒng)一到后者中去，由于實(shí)際流體存在粘滯力，可產(chǎn)生能量損失，即單位重量流體從計(jì)算斷面1-1運(yùn)動(dòng)到計(jì)算斷面2-2時(shí)的平均能量損失；如果是理想流體，則粘滯力不存在，產(chǎn)生的能量損失為0。

量綱分析和相似原理主要涉及到（動(dòng)力）相似準(zhǔn)則里的牛頓一般相似原理和單項(xiàng)力相似準(zhǔn)則之間的辯證關(guān)系（序號(hào)8）。該部分知識(shí)瑣碎，宜采用講授法。兩個(gè)流動(dòng)，即原型和模型流動(dòng)，如果要實(shí)現(xiàn)流動(dòng)相似，幾何相似和初始條件、邊界條件相似是基礎(chǔ)，動(dòng)力相似是保證，運(yùn)動(dòng)相似是目標(biāo)。如果要實(shí)現(xiàn)動(dòng)力相似，需要對(duì)應(yīng)空間點(diǎn)處各個(gè)同名力方向相同，大小成固定比例，這稱為牛頓一般相似原理。但如果在幾何相似和牛頓一般相似原理都成立的前提下，原型和模型的幾何形狀和大小完全一致，失去了模型實(shí)驗(yàn)可縮小原型幾何尺寸的意義。正是基于此，所以提出單項(xiàng)力相似準(zhǔn)則，在流動(dòng)中起主導(dǎo)作用的力往往只有一種，這是流動(dòng)現(xiàn)象的特點(diǎn)，所以如果在原型和模型中，起主導(dǎo)作用的力相似的話，可認(rèn)為二者的動(dòng)力相似已實(shí)現(xiàn)。

普朗特混和長(zhǎng)度理論（序號(hào)9）是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)，大多數(shù)學(xué)生感覺(jué)該部分不知所云。比如說(shuō)，該半經(jīng)驗(yàn)理論的意義是什么，問(wèn)題從何而來(lái)？該部分宜采用討論法。流體處于湍流狀態(tài)時(shí)，運(yùn)動(dòng)參數(shù)可以分為時(shí)均流速和脈動(dòng)流速，時(shí)均流速產(chǎn)生時(shí)均切應(yīng)力，脈動(dòng)流速產(chǎn)生附加切應(yīng)力，時(shí)均切應(yīng)力的計(jì)算采用牛頓內(nèi)摩擦定律，附加切應(yīng)力計(jì)算采用脈動(dòng)流速計(jì)算，即，其中脈動(dòng)流速u(mài)x’和uy’計(jì)算困難，需要通過(guò)普朗特混和長(zhǎng)度理論進(jìn)行計(jì)算，該理論通過(guò)將湍流脈動(dòng)與理想氣體自由程理論進(jìn)行類比，提出自由程概念，從而將脈動(dòng)速度與時(shí)均速度建立聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)了附加切應(yīng)力的計(jì)算可行性。

孔口、管嘴出流和有壓管流（序號(hào)10）是研究水力設(shè)備和輸配水管網(wǎng)的基礎(chǔ)，這一部分的模型主要涉及孔口、管嘴、短管、長(zhǎng)管、管網(wǎng)，對(duì)這些模型的深入研究需要采用上冊(cè)流體動(dòng)力學(xué)的連續(xù)性方程和能量方程，在深入分析流動(dòng)規(guī)律后，可得最一般的規(guī)律性，即流量和斷面平均流速的計(jì)算公式。這部分可以看成針對(duì)幾種特殊邊界應(yīng)用動(dòng)力學(xué)方程來(lái)求解計(jì)算題，所以在介紹了孔口或短管以后，其他形式的邊界流動(dòng)由學(xué)生通過(guò)練習(xí)法和討論法來(lái)自學(xué)，最后由教師進(jìn)行總結(jié)。

在緩流中，為控制水位和流量而設(shè)置的頂部溢流的障壁稱為堰，緩流經(jīng)堰頂溢流的局部水流現(xiàn)象稱為堰流（序號(hào)11）。在環(huán)境類專業(yè)中，堰是常用的溢流集水設(shè)備和量水設(shè)備，在一確定的堰流中，流量與其它特征量的關(guān)系明確。薄壁堰可在環(huán)境類構(gòu)筑物中作為出水設(shè)施，如二次沉淀池出水等。該部分內(nèi)容生疏，宜采用演示法和講授法。

滲流（序號(hào)12）是指流體在孔隙介質(zhì)中流動(dòng)，該流動(dòng)狀態(tài)在地下水中廣泛存在，對(duì)地下取水井的設(shè)計(jì)往往要采用該模型的相關(guān)理論。該部分多在研究生階段深入學(xué)習(xí)。

三、結(jié)語(yǔ)

工程流體力學(xué)在環(huán)境類專業(yè)中的現(xiàn)實(shí)意義和理論意義重大，在注冊(cè)環(huán)保工程師基礎(chǔ)考試中份額可觀。該課程學(xué)習(xí)難點(diǎn)頗多，對(duì)于本科生來(lái)說(shuō)學(xué)習(xí)的壓力較大，需要教師在知識(shí)點(diǎn)梳理、難點(diǎn)篩選、師生溝通、教學(xué)方法總結(jié)等方面多做工作，筆者通過(guò)對(duì)環(huán)境類專業(yè)工程流體力學(xué)教學(xué)的自身體會(huì)完成此文，希望對(duì)教學(xué)一線的教師有所幫助。

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第2篇：流體動(dòng)力學(xué)原理范文

關(guān)鍵詞：油氣成藏動(dòng)力，學(xué)油氣運(yùn)移油，油氣成藏機(jī)理

 

1.油氣成藏動(dòng)力學(xué)研究方法

成藏動(dòng)力學(xué)研究是在綜合分析區(qū)域鉆探、地球物理、分析測(cè)試和地質(zhì)地化等資料的基礎(chǔ)上, 采用靜態(tài)描述和動(dòng)態(tài)模擬相結(jié)合的方法, 其中計(jì)算機(jī)模擬方法可以定量地、動(dòng)態(tài)地刻劃各種因素相互作用的歷史過(guò)程, 從而更深刻地揭示其內(nèi)在規(guī)律性, 因此是成藏動(dòng)力學(xué)過(guò)程研究的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。成藏動(dòng)力學(xué)模擬實(shí)質(zhì)上是成藏動(dòng)力學(xué)過(guò)程模擬, 是一項(xiàng)高度復(fù)雜的系統(tǒng)工程, 它需要以當(dāng)代最先進(jìn)的地質(zhì)學(xué)和石油地質(zhì)學(xué)理論為基礎(chǔ), 全面利用各種地質(zhì)、物探資料, 采用最先進(jìn)的盆地描述和盆地模擬技術(shù)方可進(jìn)行[1]。，油氣成藏機(jī)理。盆地描述部分用于刻劃盆地現(xiàn)今的構(gòu)造、沉積巖性和各種地質(zhì)參數(shù)的空間展布特征, 為盆地模擬奠定基礎(chǔ)。盆地模擬方面包括構(gòu)造、沉積、儲(chǔ)層、古水動(dòng)力場(chǎng)、古地溫、生烴、排烴、圈閉演化和油氣運(yùn)移聚集等各個(gè)部分。其中, 從生烴到運(yùn)移的模擬構(gòu)成成藏動(dòng)力學(xué)過(guò)程模擬的主體, 而其他的描述和模擬則是成藏動(dòng)力學(xué)過(guò)程模擬必不可少的重要基礎(chǔ)。成藏動(dòng)力學(xué)過(guò)程模擬的最終結(jié)果體現(xiàn)在油氣資源量計(jì)算部分上, 包括計(jì)算出盆地的生烴量、排烴量、烴碳轉(zhuǎn)換量、油氣損失量, 最后要計(jì)算出盆地中聚集的油氣資源量[2]。，油氣成藏機(jī)理。

2.油氣成藏動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的劃分及類型

田世澄(1996) 提出將受地球深部動(dòng)力學(xué)控制的盆地構(gòu)造2沉積旋回作為一個(gè)成藏動(dòng)力學(xué)系統(tǒng), 把改變地下成藏動(dòng)力學(xué)條件, 影響成藏動(dòng)力學(xué)過(guò)程的區(qū)域不整合和區(qū)域分布的異常孔隙流體壓力界面作為不同成藏動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的界面。并據(jù)動(dòng)力學(xué)特征將成藏動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)分為開(kāi)放型、封閉型、半封閉型3 種類型, 據(jù)油源特征又區(qū)分為自源成藏動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)和他源成藏動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)。因此共可劃分出6 種油氣成藏動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)[3-6]?？涤郎?1999) 根據(jù)系統(tǒng)動(dòng)力的來(lái)源、去向和系統(tǒng)的演化方式將油氣成藏流體動(dòng)力系統(tǒng)分為重力驅(qū)動(dòng)型、壓實(shí)驅(qū)動(dòng)型、封存型和滯留4 種。，油氣成藏機(jī)理。實(shí)際上重力驅(qū)動(dòng)型對(duì)應(yīng)開(kāi)放型, 壓實(shí)驅(qū)動(dòng)型對(duì)應(yīng)半開(kāi)放型, 封存型和滯留型則對(duì)應(yīng)封閉型。，油氣成藏機(jī)理。，油氣成藏機(jī)理。因此二者是一致的。這種以油氣成藏的動(dòng)力因素來(lái)劃分油氣系統(tǒng)的方法比經(jīng)典的含油氣系統(tǒng)的一套源巖對(duì)應(yīng)一個(gè)油氣系統(tǒng)的粗略劃分方法更深入, 更能體現(xiàn)油氣作為一種流體的運(yùn)動(dòng)分布規(guī)律, 從而有效指導(dǎo)我國(guó)陸相含油氣盆地的勘探[7]。

3.油氣成藏主要?jiǎng)恿σ蛩氐难芯?/p>

沉積盆地實(shí)際上是一個(gè)低溫?zé)峄瘜W(xué)反應(yīng)器, 油氣的富集是由溫度、力和有效受熱時(shí)間控制的化學(xué)動(dòng)力學(xué)過(guò)程, 及由壓力、地應(yīng)力、浮力和流體勢(shì)控制的流體動(dòng)力學(xué)過(guò)程的綜合結(jié)果, 也是盆地中各個(gè)成藏動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)中的油、氣、水三相滲流過(guò)程的結(jié)果。張厚福(1998) 認(rèn)為: 地溫場(chǎng)、地壓場(chǎng)、地應(yīng)力場(chǎng)等“三場(chǎng)”系受地球內(nèi)能控制, 是地球內(nèi)部能量在地殼上的不同表現(xiàn)表現(xiàn)形式。“三場(chǎng)”相互之間彼此影響與聯(lián)系。“三場(chǎng)”的作用使地殼上形成海盆、湖盆等各種水域, 才衍生出水動(dòng)力場(chǎng), 有了水體才能出現(xiàn)化學(xué)場(chǎng)與生物場(chǎng), 后二者也相互聯(lián)系與相互制約。綜合這些場(chǎng)的作用, 在含油氣盆地內(nèi)才出現(xiàn)油氣成藏動(dòng)力系統(tǒng)與流體壓力封存箱等地質(zhì)實(shí)體, 后二者之間互有聯(lián)系和影響。油氣從烴源巖生成并排出到相鄰的輸導(dǎo)層經(jīng)運(yùn)移聚集而成藏及成藏后發(fā)生的物理化學(xué)變化這一系列過(guò)程都始終貫穿“三場(chǎng)”的作用[8-10]。

4.含油氣系統(tǒng)和油氣成藏動(dòng)力學(xué)的關(guān)系探討

目前對(duì)含油氣系統(tǒng)和油氣成藏動(dòng)力系統(tǒng)之間的關(guān)系眾說(shuō)紛紜。主要有3 種說(shuō)法。(1) 含油氣系統(tǒng)研究是油氣成藏動(dòng)力學(xué)研究的起點(diǎn)。(2) 油氣成藏動(dòng)力學(xué)研究是含油氣系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)。王英民(1998) 認(rèn)為含油氣系統(tǒng)劃分是成藏動(dòng)力學(xué)研究的結(jié)果。，油氣成藏機(jī)理。(3) 含油氣系統(tǒng)和油氣成藏動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)是交叉關(guān)系。筆者認(rèn)為由油氣運(yùn)聚的物質(zhì)空間和動(dòng)力因素控制的流體輸導(dǎo)系統(tǒng)的研究是油氣成藏動(dòng)力學(xué)研究的核心內(nèi)容, 油氣成藏動(dòng)力學(xué)研究應(yīng)按照從源巖到圈閉這一歷史主線, 側(cè)重于油氣成藏的動(dòng)力學(xué)與運(yùn)動(dòng)學(xué)機(jī)制的研究。但油氣成藏動(dòng)力系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)空間是油氣藏。而含油氣系統(tǒng)是從油氣顯示開(kāi)始, 而不考慮其是否具有工業(yè)價(jià)值。因此油氣成藏動(dòng)力系統(tǒng)是在大的合油氣系統(tǒng)研究基礎(chǔ)上進(jìn)一步按油氣運(yùn)聚動(dòng)力學(xué)條件而追蹤油氣分布規(guī)律。因此筆者傾向于第一種說(shuō)法, 認(rèn)為在含油氣系統(tǒng)宏觀研究思路基礎(chǔ)上進(jìn)行油氣成藏動(dòng)力學(xué)過(guò)程的系統(tǒng)研究, 并根據(jù)成藏動(dòng)力源泉進(jìn)一步劃分油氣成藏動(dòng)力系統(tǒng), 才能弄清我國(guó)陸相盆地的成藏機(jī)理和油氣分布規(guī)律并建立當(dāng)代高等石油地質(zhì)理論, 從而更好地指導(dǎo)21 世紀(jì)的油氣勘探[11]。

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[11]費(fèi)琪,等1成油體系與成藏動(dòng)力學(xué)論文集[C]1北京:地震出版社,19991

第3篇：流體動(dòng)力學(xué)原理范文

關(guān)鍵詞：海洋科學(xué) 課程實(shí)踐 改革

隨著我國(guó)海洋事業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)海洋類科技人才的要求也越來(lái)越高。流體力學(xué)是海洋科學(xué)類專業(yè)的一門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課，在整個(gè)海洋科學(xué)專業(yè)的教學(xué)體系中占據(jù)重要地位。本課程的任務(wù)是通過(guò)學(xué)習(xí)，了解流體運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的基本知識(shí)，掌握理想流體動(dòng)力學(xué)的基本知識(shí)，掌握理想流體動(dòng)力學(xué)的研究方法和理論，掌握不可壓縮理想流體的無(wú)旋運(yùn)動(dòng)、粘性不可壓縮流體動(dòng)力、邊界層理論、湍流等的基本理論和研究方法。這門(mén)課程具有極強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性，從而決定了這門(mén)課的教學(xué)目的既要使學(xué)生掌握理論知識(shí)，又要使學(xué)生學(xué)會(huì)如何運(yùn)用到實(shí)際工程中去。然而，隨著教學(xué)體制的改革，學(xué)分制實(shí)施，流體力學(xué)的教學(xué)學(xué)時(shí)不斷縮短。課程教學(xué)多是為了滿足培養(yǎng)方案的要求，對(duì)系列化專業(yè)課程支撐不夠，教學(xué)效果不甚理想。因此，為了適應(yīng)新形勢(shì)下對(duì)人才培養(yǎng)的要求，我們對(duì)流體力學(xué)課程教學(xué)過(guò)程的各方面進(jìn)行了改革和實(shí)踐，以達(dá)到以培養(yǎng)出合格的海洋類人才的目的。

1.教學(xué)理念改革

流體力學(xué)課程的特點(diǎn)是抽象概念多、理論性強(qiáng)、體系復(fù)雜、難度較大，許多知識(shí)點(diǎn)都包含了大量的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，對(duì)學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)要求比較高。也正是由于這些特點(diǎn)，所以需要改變傳統(tǒng)的以教師為中心的知識(shí)傳授型的教學(xué)理念，因?yàn)檫@種方式并不能使學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)留下深刻的印象，因而教學(xué)過(guò)程效率低，容易造成學(xué)生為了考試而學(xué)習(xí)的現(xiàn)象，不利于學(xué)生的綜合能力的培養(yǎng)。新教學(xué)理念增強(qiáng)教學(xué)過(guò)程師生間的互動(dòng)，突出學(xué)生的主體性，改變以往學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中被動(dòng)接收的地位，合理設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，利用現(xiàn)代化的教學(xué)方式，是以培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、科研素質(zhì)、創(chuàng)新意識(shí)為目的，全面提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。希望通過(guò)流體力學(xué)課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生系統(tǒng)掌握流體運(yùn)動(dòng)的一般規(guī)律及其有關(guān)的基本概念、基本理論、基本方法和基本實(shí)驗(yàn)技能，同時(shí)具備較強(qiáng)的自學(xué)能力以及創(chuàng)新意識(shí)，為以后專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)，打下牢固的基礎(chǔ)。

2.教學(xué)內(nèi)容的改革

由于海洋科學(xué)類專業(yè)教學(xué)要體現(xiàn)海洋特色，海洋學(xué)的研究對(duì)象是海洋，而海水是海洋最重要的組成部分，動(dòng)力海洋學(xué)研究宏觀海水的運(yùn)動(dòng)，所以無(wú)論在研究對(duì)象、研究目的還是研究方法上面，動(dòng)力海洋學(xué)都是流體力學(xué)的具體應(yīng)用和發(fā)展。

針對(duì)這一教學(xué)內(nèi)容的要求，我們進(jìn)行了流體力學(xué)教學(xué)內(nèi)容改革，使之適應(yīng)于當(dāng)前的海洋科學(xué)專業(yè)類的教學(xué)。考慮到目前國(guó)內(nèi)的流體力學(xué)課程內(nèi)容相當(dāng)寬泛，并不是特別適合海洋科學(xué)專業(yè)的教學(xué)需要，所以在內(nèi)容上作了調(diào)整，保留經(jīng)典流體力學(xué)的基本原理，同時(shí)加入了流體力學(xué)基本原理在海洋學(xué)中的具體應(yīng)用。例如，在講授研究流體運(yùn)動(dòng)的兩種方法歐拉方法和拉格朗日方法時(shí)，介紹了兩種方法在海洋調(diào)查研究中的應(yīng)用；在講授有旋運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)中，將環(huán)流定理擴(kuò)展到海洋和氣象等方面的具體應(yīng)用；在講授粘性流體動(dòng)力學(xué)時(shí)，補(bǔ)充了柯氏力場(chǎng)中粘性流體的運(yùn)動(dòng)，并深入講授了風(fēng)生海流、地球轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)梯度流方向隨深度變化的影響等。

這些內(nèi)容的加入和調(diào)整，使學(xué)生不但能夠深入理解相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容，還能夠了解其具體的海洋學(xué)應(yīng)用，真正做到學(xué)以致用，并且可以平滑過(guò)渡到一些后續(xù)海洋類專業(yè)課程，如物理海洋學(xué)、海洋氣象學(xué)、大洋環(huán)流等，的學(xué)習(xí)當(dāng)中，同時(shí)也為將來(lái)考研或者研究生階段的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。

3.教學(xué)方式的改革

教師教學(xué)方式就是教學(xué)中為達(dá)到教學(xué)目標(biāo)，教師所采用的一系列的教學(xué)行為和活動(dòng)方式、方法的結(jié)合?？紤]到流體力學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)，其基本方程、原理的推導(dǎo)較多，所以在傳統(tǒng)上以教師教授法為主，即以教師為主體進(jìn)行知識(shí)的講授教學(xué)活動(dòng)。但是單純的講授法存在一些問(wèn)題，就是容易在課堂上與學(xué)生缺乏互動(dòng)交往，從而不能有效的調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。為此，在流體力學(xué)的教學(xué)過(guò)程中，轉(zhuǎn)變教學(xué)思路，將以教為主的教學(xué)設(shè)計(jì)和以學(xué)為主的教學(xué)設(shè)計(jì)結(jié)合起來(lái)，通過(guò)多種方式實(shí)現(xiàn)教學(xué)的良性互動(dòng)，提高教學(xué)質(zhì)量。

3.1多媒體教學(xué)改革

傳統(tǒng)的板書(shū)教學(xué)方法的特點(diǎn)是推導(dǎo)過(guò)程細(xì)致、講解入微，這在一些復(fù)雜的定理推導(dǎo)過(guò)中可以有效的幫助學(xué)生理解整個(gè)推導(dǎo)過(guò)程，也有助于學(xué)生掌握推導(dǎo)方法和技巧。但是，板書(shū)教學(xué)也有不足之處，一是采用板書(shū)教學(xué)傳授的信息量不夠大，由于流體力學(xué)的教學(xué)內(nèi)容中存在大量的公式原理的推導(dǎo)，所以往往需要較多的課時(shí)才能滿足教學(xué)要求；二是部分教學(xué)內(nèi)容不夠直觀，流體力學(xué)的一門(mén)理論與實(shí)際結(jié)合的學(xué)科，所以很多的理論都有其對(duì)應(yīng)的實(shí)際流動(dòng)現(xiàn)象，所以板書(shū)對(duì)此無(wú)能為力。

多媒體教學(xué)可以有效的彌補(bǔ)板書(shū)教學(xué)上存在的不足，單課時(shí)能夠提供較多的教學(xué)信息量，有效提高教學(xué)效率。另外，多媒體教學(xué)可以增加課堂教學(xué)內(nèi)容的表現(xiàn)效果，通過(guò)一些多媒體素材展示了相關(guān)的流動(dòng)現(xiàn)象，通過(guò)視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)等多種信息傳遞方式，幫助學(xué)生理解教學(xué)內(nèi)容，這對(duì)于抽象的流體力學(xué)理論教學(xué)是一種相當(dāng)好的授課形式。但是多媒體教學(xué)也存在一些不足之處，在公式的推導(dǎo)過(guò)程中，翻頁(yè)式的教學(xué)明顯加快了教學(xué)節(jié)奏，使得學(xué)生對(duì)推導(dǎo)過(guò)程了解不夠深入，部分細(xì)節(jié)不明所以，學(xué)生的思考時(shí)間減少，另外就是多媒體教學(xué)的推廣，很多學(xué)生都沒(méi)有了記筆記的習(xí)慣。

針對(duì)以下兩種教學(xué)方式的特點(diǎn)，在海洋科學(xué)專業(yè)流體力學(xué)的教學(xué)過(guò)程中，我們采用了兩種教學(xué)方式相結(jié)合的方法。對(duì)于一些重要的基本原理，仍然采用傳統(tǒng)的板書(shū)式教學(xué)，力求傳授給學(xué)生流體力學(xué)的研究方法和研究思路。而對(duì)于推導(dǎo)結(jié)果，則采用多媒體的方式進(jìn)行展示，在實(shí)際的教學(xué)中，引用了大量的海洋、大氣等流體力學(xué)現(xiàn)象，如波浪、海流、臺(tái)風(fēng)等，將其以直觀的形式與對(duì)應(yīng)的流體力學(xué)理論結(jié)合，這樣既加深了學(xué)生的理解，也引發(fā)學(xué)生進(jìn)行海洋學(xué)研究的興趣。實(shí)際的教學(xué)過(guò)程顯示，課堂教學(xué)效果較好。

3.2課堂教學(xué)過(guò)程改革

為了能夠使學(xué)生更好的融入課堂教學(xué)，在講授法的基礎(chǔ)上，采取了問(wèn)答法、引導(dǎo)法多種教學(xué)方式作為輔助。

問(wèn)答法是教師通過(guò)提出問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生積極進(jìn)行思考，學(xué)生自己得出結(jié)論來(lái)獲取知識(shí)，可以有效的使學(xué)生主動(dòng)參與課堂學(xué)習(xí)。在流體力學(xué)的教學(xué)過(guò)程中，合理的設(shè)計(jì)課堂問(wèn)題，避免問(wèn)題過(guò)易或者過(guò)難，前者不能達(dá)到啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生思考的效果，后者會(huì)讓學(xué)生對(duì)流體力學(xué)的教學(xué)內(nèi)容產(chǎn)生畏難情緒，不利于知識(shí)的深化教學(xué)。同時(shí)，問(wèn)題的設(shè)計(jì)也要有啟發(fā)性、典型性，問(wèn)題的數(shù)量一般控制在每節(jié)課2個(gè)左右，根據(jù)相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

引導(dǎo)法是教師引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)閱讀教材、課件提示等材料，以自己相對(duì)獨(dú)立的形式學(xué)習(xí)的教學(xué)方式，這種方法更能鍛煉學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。在流體力學(xué)的教學(xué)過(guò)程中，對(duì)于引導(dǎo)法的使用一般安排在內(nèi)容相對(duì)簡(jiǎn)單，或者教學(xué)內(nèi)容有相似重復(fù)處。如將雷諾輸運(yùn)定理應(yīng)用于連續(xù)方程、動(dòng)量方程等的推導(dǎo)，教師講授連續(xù)方程的推導(dǎo)，而其后對(duì)于動(dòng)量定理、能量定理等的推導(dǎo)引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立完成。通過(guò)這樣的引導(dǎo)過(guò)程，使得學(xué)生能夠舉一反三，牢固掌握基本原理，并培養(yǎng)了自學(xué)能力和創(chuàng)新能力。

3.3引入現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)教學(xué)方法

為了能夠有效的利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行教學(xué)，推進(jìn)課程的網(wǎng)絡(luò)化改革，建設(shè)了流體力學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程。為避免網(wǎng)絡(luò)課程成為簡(jiǎn)單的課堂內(nèi)容的重復(fù)再現(xiàn)，在網(wǎng)絡(luò)課程的設(shè)計(jì)過(guò)程中考慮與實(shí)際的課堂教學(xué)的互動(dòng)性與互補(bǔ)性，除了提供課程教學(xué)視頻錄像供學(xué)生復(fù)習(xí)以外，還提供了非常豐富的相關(guān)多媒體教學(xué)資源、輔導(dǎo)資料，并將網(wǎng)絡(luò)課程作為學(xué)生自學(xué)的一個(gè)重要的課后輔導(dǎo)工具，提供在線答疑。另外學(xué)生還可以網(wǎng)絡(luò)課程提出對(duì)于教學(xué)過(guò)程的各種建議反饋，促進(jìn)教學(xué)改革。網(wǎng)絡(luò)課程的開(kāi)設(shè)，使得流體力學(xué)的整個(gè)教學(xué)過(guò)程具有了交互性、共享性、開(kāi)放性、協(xié)作性和自主性等特點(diǎn)。

4.結(jié)語(yǔ)

通過(guò)近幾年較為系統(tǒng)的流體力學(xué)課程教學(xué)改革，包括更新教學(xué)理念、調(diào)整和補(bǔ)充部分海洋特色的教學(xué)內(nèi)容、運(yùn)用現(xiàn)代化的教學(xué)手段、改革課堂教學(xué)過(guò)程等途徑，大大調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，顯著提升了教學(xué)效果，提高了課程的教學(xué)質(zhì)量。但仍需進(jìn)一步完善教學(xué)體系，提高教學(xué)水平，將教與學(xué)有機(jī)結(jié)合，對(duì)海洋科學(xué)類專業(yè)流體力學(xué)課程的教學(xué)改革進(jìn)行不斷探索和實(shí)踐。

參考文獻(xiàn)：

[1]孟祥林.不同教學(xué)模式下師生角色、教學(xué)效率對(duì)比及改革思路.湖南師范大學(xué)教育科學(xué)學(xué)報(bào)，2004年1月，第3卷第1期.

[2]萬(wàn)三敏，沈振劍.多媒體教學(xué)方式與傳統(tǒng)教學(xué)方式的耦合機(jī)制研究.首都師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2010年10月，第31卷第5期.

第4篇：流體動(dòng)力學(xué)原理范文

關(guān)鍵詞：流體力學(xué)；教學(xué)模式；改革

作者簡(jiǎn)介：楊衛(wèi)波（1975-），男，湖北安陸人，揚(yáng)州大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院，副教授；毛紅亞（1976-），女，湖北天門(mén)人，揚(yáng)州大學(xué)財(cái)務(wù)處，會(huì)計(jì)師。（江蘇 揚(yáng)州 225127）

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）23-0083-02

“流體力學(xué)”作為土木、機(jī)械、能源、動(dòng)力、環(huán)境、化工等學(xué)科的一門(mén)主干技術(shù)基礎(chǔ)課程，由于其理論性強(qiáng)、概念抽象、方程繁瑣、難以理解與記憶，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)的難度較大，從而影響教學(xué)進(jìn)程和專業(yè)人才培養(yǎng)的質(zhì)量。因此，如何針對(duì)“流體力學(xué)”課程自身特點(diǎn)，結(jié)合專業(yè)建設(shè)目標(biāo)，探索出一套新的適合各專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的流體力學(xué)教學(xué)模式具有非常重要的意義。本文結(jié)合工科院校學(xué)生的實(shí)際情況及筆者教學(xué)實(shí)踐與體會(huì)，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及考核方式三方面對(duì)流體力學(xué)教學(xué)模式改革進(jìn)行了深入的探析。

一、教學(xué)內(nèi)容

1.教學(xué)內(nèi)容的選擇

教學(xué)內(nèi)容的選擇對(duì)于提高教學(xué)質(zhì)量、改善教學(xué)效果具有重要的意義。根據(jù)教育心理學(xué)理論，[1]在教學(xué)中應(yīng)把課程中具有廣泛遷移價(jià)值的科學(xué)成果作為教材的主要內(nèi)容，從而可實(shí)現(xiàn)利用已有知識(shí)來(lái)同化現(xiàn)有知識(shí)的作用，提高學(xué)生的接受能力。“流體力學(xué)”作為大學(xué)工科專業(yè)的一門(mén)課程，雖然其內(nèi)容相對(duì)比較陌生，但其所包含的基本知識(shí)卻貫穿于中學(xué)相關(guān)課程之中。如流體力學(xué)中的速度、壓力、壓強(qiáng)、質(zhì)量守恒方程、能量守恒方程及動(dòng)量守恒方程等，學(xué)生均在中學(xué)物理中均學(xué)過(guò)，因此在講述相關(guān)內(nèi)容時(shí)可以將其與中學(xué)內(nèi)容相聯(lián)系，從而提高學(xué)生的理解能力。又如在講述管路的串聯(lián)與并聯(lián)特性時(shí)，其流量、阻力及阻抗特性正好與中學(xué)物理中電學(xué)的串聯(lián)與并聯(lián)電路的電流、電阻特性一致，如果在講述之前引出中學(xué)的電路串并聯(lián)原理，則可大大加強(qiáng)學(xué)生對(duì)管路串并聯(lián)水力特性的理解能力。因此，根據(jù)學(xué)習(xí)遷移理論，將相關(guān)內(nèi)容與學(xué)生已有知識(shí)進(jìn)行對(duì)接，并闡述其相互之間的關(guān)系，不僅可以有效發(fā)揮學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)來(lái)同化現(xiàn)有知識(shí)的作用，而且對(duì)于改善教學(xué)效果具有積極作用。

2.教學(xué)內(nèi)容的編排

要合理編排教學(xué)內(nèi)容就必須使教材結(jié)構(gòu)化、一體化，以使構(gòu)成教材內(nèi)容的各要素具有科學(xué)、合理的邏輯關(guān)系。目前，國(guó)內(nèi)“流體力學(xué)”課程的教學(xué)體系一般包括流體靜力學(xué)、流體動(dòng)力學(xué)（理想流體流動(dòng)與實(shí)際流體流動(dòng)）、流動(dòng)阻力損失、孔口管嘴管路流動(dòng)及特殊流動(dòng)現(xiàn)象等。每部分內(nèi)容既獨(dú)立，同時(shí)各部分之間又有相互的聯(lián)系。為了使學(xué)生容易學(xué)習(xí)，可以按照流體力學(xué)實(shí)際應(yīng)用路線由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的方式來(lái)編排教學(xué)內(nèi)容。如可以從最簡(jiǎn)單的流體靜力學(xué)部分開(kāi)始，因?yàn)殪o力學(xué)部分中學(xué)物理中已講授，生活中很常見(jiàn)，學(xué)生容易接受。由于靜止是相對(duì)的，運(yùn)動(dòng)才是絕對(duì)的，自然界流體應(yīng)用中更多的是運(yùn)動(dòng)著的流體，讓學(xué)生明白這個(gè)道理后很自然將教學(xué)內(nèi)容過(guò)渡到流體動(dòng)力學(xué)部分，從而可提高學(xué)生繼續(xù)往下學(xué)習(xí)的興趣。在講述流體動(dòng)力學(xué)部分時(shí)，先從簡(jiǎn)單的一元理想流體運(yùn)動(dòng)部分著手，然后逐步過(guò)渡到多元理想流體流動(dòng)及實(shí)際流體運(yùn)動(dòng)。在講到實(shí)際流體運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于能量方程中出現(xiàn)了阻力損失項(xiàng)，這樣就很自然將內(nèi)容過(guò)渡到流動(dòng)阻力損失計(jì)算這一部分內(nèi)容。由于生活中的復(fù)雜管路往往是由簡(jiǎn)單管路串聯(lián)與并聯(lián)而構(gòu)成，因此，復(fù)雜管路的水力特性（流量、阻力等）需要確定，這樣就可以根據(jù)流體力學(xué)實(shí)際應(yīng)用需要將內(nèi)容由阻力損失部分轉(zhuǎn)移到孔口管嘴管路流動(dòng)部分。最后，根據(jù)各專業(yè)培養(yǎng)需要，選擇適合的特殊流動(dòng)現(xiàn)象內(nèi)容進(jìn)行講解，以加強(qiáng)流體力學(xué)的實(shí)際工程應(yīng)用。這種以流體力學(xué)實(shí)際應(yīng)用路線由簡(jiǎn)單到復(fù)雜作為主線的教學(xué)內(nèi)容選擇模式，內(nèi)容組織層次感較強(qiáng)，講起來(lái)更加引人入勝和重點(diǎn)突出，教學(xué)過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)化。

3.教學(xué)內(nèi)容的彈性化

教學(xué)內(nèi)容彈性化有兩個(gè)方面的含義：一方面要根據(jù)每屆學(xué)生不同的知識(shí)背景和不同的定位要求，采用不同的表達(dá)方式，以滿足學(xué)生多樣化的學(xué)習(xí)需要。另一方面是要根據(jù)時(shí)代的發(fā)展，不斷更新教學(xué)內(nèi)容，以適應(yīng)最新科技發(fā)展的需要。[2]例如在“流體力學(xué)”教學(xué)過(guò)程中，為了讓學(xué)生更容易接受，可以刪去大量的數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)，如流體連續(xù)性方程、動(dòng)量方程、能量方程的推導(dǎo)等，這些內(nèi)容對(duì)于學(xué)生是否掌握流體力學(xué)基本知識(shí)并無(wú)影響。又如，對(duì)于不同的學(xué)生群體，應(yīng)根據(jù)學(xué)生今后的定位不同選擇適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)內(nèi)容，對(duì)于高職高專的學(xué)生，由于其畢業(yè)后大多數(shù)要走出校門(mén)從事實(shí)際工作，因此，在講述時(shí)應(yīng)側(cè)重于流體力學(xué)實(shí)際應(yīng)用方面的知識(shí)。而對(duì)于普通本科院校的學(xué)生而言，畢業(yè)后有相當(dāng)一部分的學(xué)生要繼續(xù)從事相關(guān)的研究工作（如考研等）。因此，應(yīng)加強(qiáng)學(xué)生流體力學(xué)理論方面的教學(xué)與培養(yǎng)，以提高學(xué)生將來(lái)的研究能力。隨著時(shí)代的發(fā)展和計(jì)算機(jī)的普及，將計(jì)算機(jī)用于求解流體力學(xué)問(wèn)題的計(jì)算流體力學(xué)已越來(lái)越顯示出其重要的作用。所以，流體力學(xué)教學(xué)中，適當(dāng)介紹當(dāng)今常用的計(jì)算流體力學(xué)商業(yè)軟件，如Fluent、Star-CD、CFX及Ansys等，以擴(kuò)充學(xué)生的知識(shí)視野，為今后有意繼續(xù)深造的學(xué)生提供鋪墊。

4.教學(xué)內(nèi)容與工程實(shí)際相結(jié)合

興趣是最好的教師。教育心理學(xué)[1]的研究表明：當(dāng)學(xué)習(xí)內(nèi)容與學(xué)生已有的知識(shí)和生活實(shí)際相聯(lián)系時(shí)，才能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)和解決問(wèn)題的興趣。因此，在流體力學(xué)教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)結(jié)合專業(yè)目標(biāo)盡可能多地介紹流體力學(xué)廣泛的工程應(yīng)用背景，引導(dǎo)學(xué)生提高自主學(xué)習(xí)流體力學(xué)的興趣和積極性。如在講述流體靜力學(xué)中液體作用在曲面的總壓力計(jì)算時(shí)，可以介紹1998年特大洪水災(zāi)害長(zhǎng)江決堤事件等；在講到流體靜力學(xué)中平面總壓力計(jì)算時(shí)，可以適當(dāng)引入長(zhǎng)江三峽水壩閘門(mén)的設(shè)計(jì)與計(jì)算；在講到沿程與局部阻力損失[3]時(shí)，可以講述如何選擇水泵，并以每天生活用水管道供水為例來(lái)分析等；在講到動(dòng)量方程應(yīng)用時(shí)，引入如何確定彎管及分叉管路中水流對(duì)管道的沖擊力，從而可計(jì)算出管道支墩所受的推力；在講述畢托管時(shí)，可講述如何測(cè)量風(fēng)管的風(fēng)量與風(fēng)壓，在講述傾斜式微壓計(jì)時(shí)，可與畢托管一起講述如何利用兩者來(lái)測(cè)量正壓與負(fù)壓風(fēng)管段的動(dòng)壓、靜壓及全壓等。任課教師在平時(shí)授課過(guò)程中，結(jié)合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)適當(dāng)穿插講述一些發(fā)生在我們身邊的與流體力學(xué)有關(guān)的實(shí)例，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到流體力學(xué)在生活及工程中的重要性，激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣，以提高教學(xué)效果。

二、教學(xué)方法

目前課堂授課中常用的教學(xué)方法主要有傳統(tǒng)教學(xué)模式與以多媒體技術(shù)為代表的現(xiàn)代教學(xué)模式。傳統(tǒng)教學(xué)模式是指教師通過(guò)口授、板書(shū)完成特定教學(xué)內(nèi)容的一種課堂教學(xué)形式，該模式學(xué)生容易接受，可以達(dá)到預(yù)期教學(xué)目標(biāo)。但缺乏創(chuàng)新與探索知識(shí)的功能，尤其是在當(dāng)今知識(shí)快速更新的年代，更是面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)?，F(xiàn)代教學(xué)模式是指在課堂教學(xué)中引入多媒體技術(shù)，通過(guò)形象逼真的動(dòng)畫(huà)的運(yùn)用，生動(dòng)形象地展示教學(xué)內(nèi)容，從而可以充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，使教學(xué)方式形象生動(dòng)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、想象能力和創(chuàng)造能力。

考慮到傳統(tǒng)與現(xiàn)代教學(xué)模式各自的優(yōu)缺點(diǎn)，在流體力學(xué)教學(xué)過(guò)程中應(yīng)將兩種教學(xué)方法有機(jī)結(jié)合起來(lái)。如在講述相關(guān)理論公式時(shí)，就以傳統(tǒng)的板書(shū)教學(xué)為主，對(duì)公式的推導(dǎo)和例題的講解，用板書(shū)的方式條理化，通過(guò)板書(shū)一邊寫(xiě)、一邊對(duì)學(xué)生提問(wèn)，一邊推導(dǎo)相關(guān)公式，讓學(xué)生參與到教學(xué)中，從而可以加強(qiáng)學(xué)生與教師間的互動(dòng)，激發(fā)與調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。而在流體力學(xué)理論的工程應(yīng)用部分則較多地采用多媒體課件，例如在講授層流與紊流[3]這部分內(nèi)容時(shí)，單純地板書(shū)講解其概念很抽象，用多媒體課件展示雷洛實(shí)驗(yàn)講解則直觀生動(dòng)，容易理解。在講解孔口管嘴管路流動(dòng)及虹吸現(xiàn)象時(shí)，用生動(dòng)動(dòng)畫(huà)顯示其流動(dòng)全過(guò)程，可說(shuō)明其流動(dòng)過(guò)程中截面收縮及可能出現(xiàn)的真空現(xiàn)象，從而給學(xué)生留下深刻的印象。

三、考核方式

考核的作用主要是了解教師教與學(xué)生學(xué)的情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題以便改進(jìn)?？己朔绞降暮侠硇圆粌H能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，同時(shí)還可以提高教學(xué)效果?！傲黧w力學(xué)”作為一門(mén)理論性極強(qiáng)的基礎(chǔ)課程，傳統(tǒng)的考核通常采用平時(shí)考核與期末閉卷考試相結(jié)合的方式，兩者所占比例通常為30%與70%。平時(shí)考核主要是學(xué)生的出勤率與作業(yè)完成情況，而期末考試主要是卷面所取得的成績(jī)。這種考核方式存在一定的問(wèn)題，不僅不能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，在某種程度上還會(huì)使學(xué)生產(chǎn)生抵觸心理。由于流體力學(xué)中有大量的經(jīng)驗(yàn)公式和圖表，如阻力系數(shù)計(jì)算公式與莫迪圖、納維-斯托克斯方程等，若采取閉卷考試，則勢(shì)必要求學(xué)生背熟這么多的公式，容易陷入死記硬背的怪圈。

事實(shí)上，這部分內(nèi)容的教學(xué)要求是讓學(xué)生能熟練應(yīng)用這些公式和圖表解決工程實(shí)際問(wèn)題，而不需要死記硬背。因此，在考核方式中可以嘗試平時(shí)開(kāi)卷考核與期末閉卷考核相結(jié)合的考核方式。即將不適合閉卷考試的一些無(wú)法記憶而又要求學(xué)生掌握與應(yīng)用的內(nèi)容，放在平時(shí)教學(xué)中進(jìn)行開(kāi)卷考核，而將一些基本原理、基本概念、基本計(jì)算方法的考核放在期末閉卷考試中。這樣，一方面，通過(guò)平時(shí)不定期的考核能提高平時(shí)學(xué)生的出勤率，另一方面，通過(guò)平時(shí)考核也可以激發(fā)學(xué)生平時(shí)的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)效率；此外還可以通過(guò)考核及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，改善教學(xué)方法。通過(guò)這樣的考核方式，既能激發(fā)學(xué)生平時(shí)的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)還可以提高教學(xué)效果，考試結(jié)果能較真實(shí)地反映學(xué)生對(duì)本課程知識(shí)的掌握和應(yīng)用能力。

四、結(jié)語(yǔ)

教學(xué)不僅是一門(mén)科學(xué)，也是一門(mén)藝術(shù)。每一種教學(xué)模式都有其特定的適用范圍和條件。流體力學(xué)作為工科院校相關(guān)專業(yè)的一門(mén)主干技術(shù)基礎(chǔ)課，由于其理論性強(qiáng)、概念抽象、經(jīng)驗(yàn)公式多，給其教與學(xué)帶來(lái)難度。如何根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)將其與各專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，通過(guò)教學(xué)模式的探索使其教學(xué)融入到各專業(yè)人才培養(yǎng)中，將是“流體力學(xué)”教學(xué)模式改革的進(jìn)一步目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]譚頂良.高等教育心理學(xué)[M].南京：河海大學(xué)出版社，2006.

[2]劉立平，師少鵬.傳熱學(xué)課程教學(xué)的改革探索[J].高等農(nóng)業(yè)教育，

第5篇：流體動(dòng)力學(xué)原理范文

NavierStokes方程描述、刻劃了自然界中粘性流體（又稱真實(shí)流體）流動(dòng)的基本力學(xué)規(guī)律，在流體力學(xué)中具有十分重要的意義。NavierStokes方程是當(dāng)今非線性科學(xué)研究中的重點(diǎn)研究對(duì)象，其研究已有100多年的歷史，現(xiàn)已成為非線性偏微分方程、數(shù)值分析和動(dòng)力系統(tǒng)研究的推動(dòng)力量。美國(guó)克萊數(shù)學(xué)研究所在公元2000年把三維不可壓縮NavierStokes方程整體光滑解的存在性或局部光滑解在有限時(shí)間內(nèi)爆破列為七個(gè)“千禧難題”（又稱世界七大數(shù)學(xué)難題）之一。著名數(shù)學(xué)家 Fefferman在公元2006年專門(mén)為這個(gè)問(wèn)題作了介紹和評(píng)論。他斷言，如果沒(méi)有新的分析工具和數(shù)學(xué)思想，這個(gè)問(wèn)題是很難完全解決的。

本書(shū)主要關(guān)注平面域上的粘性不可壓縮NavierStokes方程，共分兩部分。第1部分是介紹基本理論，含第1-6章：1.引言；2.光滑解的存在性和唯一性；3.光滑解的旋度在Lebesgue空間中的范數(shù)估計(jì)；4.解算子的延拓；5.速度場(chǎng)在初始時(shí)刻為一般測(cè)度時(shí)的唯一性；6.長(zhǎng)時(shí)間的漸近解，包括靠近穩(wěn)態(tài)解時(shí)的衰減速率等；最后介紹源自于泛函分析中一些非常有用的定理。

本書(shū)的第2部分主要研究近似解，即數(shù)值計(jì)算性質(zhì)，含第7-14章：7-8.引言和常用符號(hào)、格式；9.二階邊值問(wèn)題的有限差分近似，三點(diǎn)拉普拉斯的最大原理分析、能量估計(jì)、矩陣表示及其收斂分析等；10.從厄米特導(dǎo)數(shù)到緊致離散雙調(diào)和算子及該算子的有限元方法，三點(diǎn)雙調(diào)和算子的精確度、穩(wěn)定性質(zhì)、矩陣表示及用該表示進(jìn)行收斂分析等；11.離散雙調(diào)和算子的多項(xiàng)式方法，包括在長(zhǎng)方形和不規(guī)則區(qū)域中的雙調(diào)和問(wèn)題；12.利用流函數(shù)方法對(duì)NavierStokes 方程進(jìn)行緊致逼近分析，包括用流函數(shù)表示NavierStokes 方程，對(duì)流函數(shù)方程離散化以及相應(yīng)的收斂分析等；13.對(duì)NavierStokes 方程進(jìn)行完全的離散逼近，包括對(duì)一般邊值條件下的四階逼近、對(duì)時(shí)間的隱式-顯式離散化格式及相應(yīng)的穩(wěn)定性分析，以及數(shù)值模擬結(jié)果；14.帶驅(qū)動(dòng)的腔問(wèn)題的數(shù)值模擬，對(duì)雷諾數(shù)由小變大時(shí)，考察了二階格式趨于穩(wěn)態(tài)解的收斂性。

本書(shū)研究平面域上的粘性不可壓縮流體NavierStokes方程，涉及的內(nèi)容相當(dāng)廣泛，包括理論、數(shù)值計(jì)算及模擬等；給出了基于流函數(shù)方法的一大類詳細(xì)的現(xiàn)代緊致格式，特別對(duì)完全非線性問(wèn)題給出了完整的證明。本書(shū)可供應(yīng)用數(shù)學(xué)（特別是計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)）、偏微分方程和數(shù)學(xué)物理等領(lǐng)域的科研人員、工程師和高校教師及研究生使用、參考。

韓丕功，研究員

（中國(guó)科學(xué)院數(shù)學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)研究院）

Han Pigong Professor

（Academy of Mathematics and

System Science ，CAS）Yogendra P Chaubey

Some Recent Advances in

Mathematics and Statistics

2013

第6篇：流體動(dòng)力學(xué)原理范文

引言

CFD即計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（Computational Fluid Dynamics，簡(jiǎn)稱CFD）是一門(mén)通過(guò)數(shù)值計(jì)算方法求解流體控制方程組進(jìn)而預(yù)測(cè)流體的流動(dòng)、傳熱和化學(xué)反應(yīng)等相關(guān)物理現(xiàn)象的學(xué)科。常用的方法有有限差分法、有限元法和有限體積法。進(jìn)行CFD分析的基本思路如下：將原本在時(shí)間與空間上連續(xù)的物理場(chǎng)如速度場(chǎng)或壓力場(chǎng)等，離散成有限的變量集合，并根據(jù)流體力學(xué)的基本假定，建立起控制方程，通過(guò)求解這些流體力學(xué)的控制方程，獲得這些變量的近似值。

我國(guó)作為一個(gè)人口眾多的發(fā)展中國(guó)家，巨大的能源消耗已成為亟待解決的問(wèn)題。其中建筑耗能占到總耗能的19.8%，而室內(nèi)空調(diào)的耗能占到了整個(gè)建筑耗能的85%以上[2]。因此，在供暖、空氣調(diào)節(jié)和建筑物內(nèi)外空氣流通等研究領(lǐng)域，采用CFD分析來(lái)替代傳統(tǒng)的試驗(yàn)方法，可大大縮短研究時(shí)間并提高經(jīng)濟(jì)效率。而本文將著重就CFD在暖通工程節(jié)能中的應(yīng)用來(lái)展開(kāi)討論。

CFD基本原理

CFD是通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬和數(shù)值計(jì)算方法對(duì)流場(chǎng)進(jìn)行仿真模擬，解決物理問(wèn)題的精確數(shù)值算法。它是流體力學(xué)、數(shù)值計(jì)算方法以及計(jì)算機(jī)圖形學(xué)三者相互結(jié)合的產(chǎn)物。CFD是繼實(shí)驗(yàn)流體力學(xué)和理論流體力學(xué)之后出現(xiàn)的第三種流體力學(xué)的研究方法，是十分重要的研究方法。在航空航天、土木工程、水利工程等研究領(lǐng)域都扮演著重要角色。尤其是在暖通空調(diào)和室內(nèi)外通風(fēng)等研究方法，CFD成為了最為行之有效的分析方法。

CFD在暖通工程的應(yīng)用

CFD在暖通空調(diào)中的主要應(yīng)用領(lǐng)域CFD主要可用于解決以下幾類暖通空調(diào)工程的問(wèn)題：

1.提高室內(nèi)空調(diào)效率

采用CFD分析方法可以預(yù)測(cè)氣流在房間中的流動(dòng)情況，在充分考慮室內(nèi)環(huán)境、各類邊界條件與擾動(dòng)的影響后，可全面地反映室內(nèi)的氣流分布情況，通過(guò)進(jìn)一步的優(yōu)化設(shè)計(jì)可以得道一個(gè)合理的氣流分布方法，使空調(diào)的使用效率最優(yōu)。

2.建筑周邊環(huán)境分析

建筑周邊環(huán)境對(duì)居民日常生活起著舉足輕重的作用。對(duì)居民小區(qū)的風(fēng)環(huán)境和熱環(huán)境進(jìn)行預(yù)測(cè)，是CFD分析的又一重要應(yīng)用領(lǐng)域。采用CFD方法，在建筑設(shè)計(jì)階段即可對(duì)建筑周邊環(huán)境進(jìn)行分析和優(yōu)化，對(duì)規(guī)劃設(shè)計(jì)的效果進(jìn)行驗(yàn)證，使建筑通風(fēng)和自然采光達(dá)到最佳效果，是小區(qū)居民生活品質(zhì)的重要保障。

3.室內(nèi)環(huán)境狀況分析

采用試驗(yàn)方法分析室內(nèi)環(huán)境狀況，需要耗費(fèi)大量的時(shí)間與經(jīng)費(fèi)，而采用CFD方法進(jìn)行分析不僅可以節(jié)省時(shí)間，同時(shí)也能精確預(yù)測(cè)利房間內(nèi)的風(fēng)速、溫濕度、污染物分布等指標(biāo)，計(jì)算出通風(fēng)效率、毒害物擴(kuò)散效率和熱舒適等，進(jìn)而對(duì)室內(nèi)環(huán)境狀態(tài)做出一個(gè)合理的評(píng)估。

4.暖通設(shè)備性能評(píng)估

暖通空調(diào)工程使用的大部分設(shè)備，如風(fēng)機(jī)、水槽、空調(diào)等，其運(yùn)行狀態(tài)都受流質(zhì)運(yùn)動(dòng)的影響，空氣或水的流動(dòng)情況是評(píng)價(jià)設(shè)備性能的重要指標(biāo)。通過(guò)CFD分析設(shè)備工作時(shí)的流場(chǎng)分布情況和流質(zhì)流動(dòng)情況，可有效地預(yù)測(cè)設(shè)備的工作狀態(tài)。進(jìn)而選擇設(shè)備最佳工作狀態(tài)，降低設(shè)備能耗，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用。

暖通空調(diào)領(lǐng)域中CFD的求解過(guò)程

暖通空調(diào)領(lǐng)域用CFD進(jìn)行模擬仿真，其主要環(huán)節(jié)無(wú)外乎包括以下幾個(gè)方面：建立數(shù)學(xué)物理模型、進(jìn)行氣流數(shù)值求解、將數(shù)值解結(jié)果可視化等。

1.建立數(shù)學(xué)物理模型

建立數(shù)學(xué)模型是對(duì)所研究的流動(dòng)問(wèn)題進(jìn)行數(shù)學(xué)描述，為數(shù)值求解做準(zhǔn)備工作?；緮?shù)學(xué)模型有：

質(zhì)量守恒方程：

動(dòng)量守恒方程：

能量守恒方程：

式中；ρ為流體密度（kg/m3），t為時(shí)間（s），u為速度矢量（m/s），ui為速度在i方向上的分量（m/s），p為壓強(qiáng)（Pa）Fi―――體積力（N），T為溫度（K），cp為定壓比熱，ST為粘性耗散項(xiàng)。

2.求解過(guò)程

（1）確定邊界條件與初始條件

初始條件和邊界條件是控制方程有確定解的前提。初始條件是所研究對(duì)象在過(guò)程開(kāi)始時(shí)刻各個(gè)求解變量的空間分布情況。對(duì)于瞬態(tài)問(wèn)題必須給定初始條件，對(duì)于穩(wěn)態(tài)問(wèn)題不需要初始條件。

（2）劃分計(jì)算網(wǎng)格。

網(wǎng)格分結(jié)構(gòu)網(wǎng)格和非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格。簡(jiǎn)單說(shuō)，結(jié)構(gòu)網(wǎng)格在空間上比較規(guī)范，如對(duì)一個(gè)四邊形區(qū)域，結(jié)構(gòu)網(wǎng)格多是成行成列分布的，而非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格在空間分布上沒(méi)有明顯的行線和列線。

（3）建立離散方程并求解。離散方程常用的方法有：有限容積法、有限差分法和有限元法等。選擇合適的方法，對(duì)求解區(qū)域進(jìn)行離散。

CFD在暖通空調(diào)節(jié)能應(yīng)用情況

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展和人民生活水平大幅提升，城市生活對(duì)化石能源的需求量越來(lái)越大。但今年來(lái)一系列能源危機(jī)提醒我們應(yīng)當(dāng)注重能源安全問(wèn)題。在建筑工程領(lǐng)域，采用 CFD分析模擬，可有效減少建筑能耗，并能提高暖通設(shè)備的運(yùn)行工作效率，我國(guó)暖通工作者已認(rèn)識(shí)到CFD計(jì)算在研究和設(shè)計(jì)中的重要地位。

1.我國(guó)CFD在暖通空調(diào)節(jié)能應(yīng)用現(xiàn)狀

目前，我們已開(kāi)始采用CFD對(duì)暖通空調(diào)節(jié)能的相關(guān)因素進(jìn)行整體的系統(tǒng)模擬分析。通過(guò)在CFD模擬中改變?cè)O(shè)備參數(shù)，就有可能優(yōu)化設(shè)備組合，改進(jìn)系統(tǒng)性能。國(guó)外已把CFD用于室內(nèi)空氣流動(dòng)與建筑能耗禍合模擬，我國(guó)清華大學(xué)也用CFD對(duì)空間氣流組織設(shè)計(jì)與空調(diào)負(fù)荷的關(guān)系進(jìn)行研究，這對(duì)建筑節(jié)能有重大意義。目前，我國(guó)在采用CFD解決建筑節(jié)能方面的研究還不是很深人，因而應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)研究和推廣的力度。

2.我國(guó)CFD應(yīng)用存在的問(wèn)題

我國(guó)研究機(jī)構(gòu)很早就開(kāi)始CFD模擬技術(shù)的應(yīng)用研究，研究的范圍從以室內(nèi)空氣分布以及建筑物內(nèi)煙氣流動(dòng)規(guī)律的模擬為主，逐漸擴(kuò)展到室外及建筑小區(qū)繞流乃至大氣擴(kuò)散問(wèn)題，并已形成一些可以解決實(shí)際問(wèn)題的軟件。所以，從總體上看，我國(guó)暖通行業(yè)中開(kāi)展CFD方面研究尚有大量工作要做，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）還要建立在考慮輻射條件下計(jì)算室內(nèi)空氣的溫度分布、壁面和空氣的換熱、壁面的溫度分布的多種模型。

（2）將已有的CFD模擬技術(shù)方法進(jìn)行簡(jiǎn)化，能夠在微機(jī)上較準(zhǔn)確地計(jì)算包括高大空間氣流組織在內(nèi)的各種通風(fēng)空調(diào)熱環(huán)境問(wèn)題。

（3）考慮實(shí)際空調(diào)管道連接帶來(lái)的風(fēng)口出流特性變化，從而使室內(nèi)空氣流動(dòng)模擬更加準(zhǔn)確等。

（4）CFD技術(shù)在CAE工程中已表現(xiàn)出巨大的優(yōu)勢(shì)，如果將與CAD及CAM乃至AI技術(shù)有效地結(jié)合在一起，將顯示其強(qiáng)大的生命力。

結(jié)語(yǔ)

第7篇：流體動(dòng)力學(xué)原理范文

關(guān)鍵詞：積雪層密度變化；凝固融化；計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)；雪荷載；FLUENT

中圖分類號(hào)：G267 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

1.概述

積雪壓力與積雪的密度變密切相關(guān)，在自然環(huán)境下由于受到氣溫、地溫、太陽(yáng)輻射、積雪時(shí)間等因素的影響，積雪密度也會(huì)隨之變化，從而導(dǎo)致積雪壓力產(chǎn)生變化。如果要將這些影響因素加入到降雪模擬中，利用當(dāng)前的技術(shù)手段和計(jì)算機(jī)自動(dòng)化技術(shù)是很難實(shí)現(xiàn)的。因此，分別對(duì)各影響因素進(jìn)行分析，評(píng)價(jià)其對(duì)積雪密度的影響范圍與強(qiáng)度，對(duì)優(yōu)化降雪模擬的計(jì)算結(jié)果有著積極的作用。研究也得到了積雪密度與氣溫之間的關(guān)系。

諸如此類的影響因素在這里就不一一列舉了。然而筆者認(rèn)為，雖然這類自然環(huán)境因素對(duì)積雪密度的影響難以考慮全面，但在當(dāng)前利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行積雪模擬的過(guò)程中是可以通過(guò)找到修改計(jì)算參數(shù)的規(guī)律來(lái)滿足計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相符合的要求的。但是如果存在一些對(duì)積雪密度造成影響的非自然條件因素，那么就不能單純的依靠修改計(jì)算參數(shù)來(lái)滿足對(duì)計(jì)算結(jié)果的要求。筆者將提出一種冬季北方建筑特有的對(duì)積雪密度產(chǎn)生影響的因素。并通過(guò)模擬分析找到其對(duì)積雪壓力的影響規(guī)律。

2 積雪密度的非自然影響因素

在冬季北方的建筑物中存在一種普遍的非自然狀態(tài)，那就是冬季的建筑物內(nèi)部供暖。由于室內(nèi)的供暖使建筑物表面形成一定范圍的溫度在0℃以上熱空氣團(tuán)，當(dāng)降雪時(shí)，雪顆粒降落到建筑物屋面后，受到屋面熱空氣團(tuán)的影響融化成水并與后續(xù)降落的雪顆?；旌铣杀旌衔锔街诮ㄖ镂菝姹砻妫S著降雪過(guò)程的繼續(xù)，屋面的熱量不斷被雪顆粒吸收，由于屋面以下空氣的導(dǎo)熱系數(shù)低于水和雪顆粒的導(dǎo)熱系數(shù)，屋面的溫度持續(xù)降低到0℃以下，使此時(shí)附著在屋面表面的冰水混合物凝固成冰，最終導(dǎo)致屋面形成積雪層底部帶冰層的冰雪混合型積雪，使積雪的平均密度增加，并在屋面積雪體積不變的情況下造成積雪壓力的增加。

在有人員活動(dòng)的冬季供暖輕型建筑中，由于屋蓋材料普遍選用苯板、擠塑板或聚碳酸酯實(shí)心陽(yáng)光板等導(dǎo)熱系數(shù)不同的保溫材料，使屋面積雪融化結(jié)冰的速度和冰層厚度存在差異。屋面保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)越低，保溫效果越好，積雪底部結(jié)冰速度越快，冰層越薄。相反，屋面保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)越高，保溫效果越差，積雪底部結(jié)冰速度越慢，冰層越厚。

3 積雪融化結(jié)冰數(shù)值模擬

在某些流動(dòng)的過(guò)程中，流體微元之間會(huì)存在熱量的傳導(dǎo)和交換，這種傳導(dǎo)和交換必須遵循熱力學(xué)的基本定律。故在直角坐標(biāo)系下三維瞬態(tài)導(dǎo)熱控制方程為：

（1）

式中，為流體微元的溫度，為密度，為流體材料的比熱容，為熱源產(chǎn)生的單位熱量，為時(shí)間，為材料的導(dǎo)熱系數(shù)。

如果不考慮導(dǎo)熱系數(shù)的函數(shù)變化，（2.19）得以簡(jiǎn)化：

（2）

通過(guò)流體流動(dòng)的基本控制方程，可以對(duì)流體微元之間的各種物理量的傳遞和轉(zhuǎn)換有充分的了解，方便對(duì)不同的流動(dòng)形式做出合理的分析，對(duì)后期CFD軟件平臺(tái)的運(yùn)用，和各項(xiàng)參數(shù)的計(jì)算與選定起到指導(dǎo)性的作用。

本次對(duì)屋面積雪融化結(jié)冰現(xiàn)象的模擬依舊采用CFD軟件的FLUENT平臺(tái)。計(jì)算使用能量模型和凝固融化模型完成。采用二維單精度處理器進(jìn)行計(jì)算。

前期模型的建立采用1:1比例建立高度為5m的輕型建筑，由于計(jì)算過(guò)程忽略室內(nèi)的空氣對(duì)流流動(dòng)，室內(nèi)設(shè)置為固體邊界條件。屋面設(shè)置為封閉的獨(dú)立承載積雪空間，采用流體邊界條件。

4 計(jì)算結(jié)果分析

在FLUENT的計(jì)算中，首先對(duì)計(jì)算域進(jìn)行溫度場(chǎng)的計(jì)算。室外溫度設(shè)置為263k，室內(nèi)地面的溫度設(shè)置為310k，從結(jié)果中可以看出，屋面表面存在暖層溫度為275.13k。

初始溫度場(chǎng)計(jì)算收斂之后，在屋面封閉空間內(nèi)初始設(shè)置積雪之后繼續(xù)進(jìn)行非定常計(jì)算。時(shí)間步長(zhǎng)0.1s，共計(jì)算72000步。

從計(jì)算結(jié)果中可以看出，在整個(gè)積雪融化結(jié)冰的過(guò)程中，由于冰層的變化，整個(gè)積雪層的密度不斷增加，并隨著積雪深度呈線性變化。整個(gè)過(guò)程在20分鐘左右時(shí)趨于平衡，可以形成1-3cm的冰層。而每形成1cm的冰層，積雪厚度將減少5cm-6cm，新雪補(bǔ)充后，積雪荷載每平方米將增加0.067KN-0.089KN。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上述的模擬過(guò)程可以看出，在建筑物存在冬季供暖的條件下，屋面積雪底部有可能出現(xiàn)一定厚度的冰層。在形成冰層的過(guò)程中積雪的內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生明顯的密度變化，同時(shí)由于密度變化產(chǎn)生的這部分積雪體積的縮減會(huì)被持續(xù)的降雪所補(bǔ)充，最終導(dǎo)致積雪荷載再次產(chǎn)生變化。經(jīng)過(guò)計(jì)算統(tǒng)計(jì)冰層的厚度受室內(nèi)外溫差和建筑物高度影響明顯，同時(shí)室內(nèi)的空氣對(duì)流也會(huì)對(duì)熱量傳導(dǎo)產(chǎn)生影響。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 莫華美; 典型屋面積雪分布的數(shù)值模擬與實(shí)測(cè)研究 [D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

[3] 田靜.積雪融化過(guò)程中水、熱、溶質(zhì)運(yùn)移規(guī)律的研究[D].遼寧:沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)，2004.

第8篇：流體動(dòng)力學(xué)原理范文

關(guān)鍵詞：高速工況；動(dòng)力電池；電池產(chǎn)熱量；動(dòng)態(tài)仿真；電池散熱

中圖分類號(hào)：U469.72文獻(xiàn)標(biāo)文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文獻(xiàn)標(biāo)DOI：10.3969/j.issn.2095-1469.2016.02.08

隨著社會(huì)的進(jìn)步以及環(huán)境問(wèn)題的不斷升級(jí)，新能源產(chǎn)業(yè)得到蓬勃的發(fā)展，而新能源汽車(chē)以其噪聲低、污染小的優(yōu)點(diǎn)得到世界各國(guó)的普遍重視，作為電動(dòng)汽車(chē)核心部件的動(dòng)力電池也自然成為很多學(xué)者的研究重點(diǎn)。電池組溫度的一致性直接關(guān)乎動(dòng)力電池的壽命，是電池研究的核心領(lǐng)域，因此，很多學(xué)者將精力投入到電池?zé)峁芾淼难芯慨?dāng)中。姬芬竹等[1]對(duì)鋰離子電池的生熱速率進(jìn)行了討論，并利用Fluent軟件對(duì)電池的散熱系統(tǒng)進(jìn)行了分析。雷志國(guó)等[2]以錳酸鋰電池為研究對(duì)象，探究了電池的低溫性能，并對(duì)低溫加熱方法進(jìn)行了討論。周萌等[3]對(duì)動(dòng)力電池的液冷熱管理系統(tǒng)進(jìn)行分析，并獲得了較為良好的冷卻效果。但現(xiàn)階段大多數(shù)研究工作都沒(méi)有將汽車(chē)實(shí)際運(yùn)行工況與動(dòng)力電池的熱管理相結(jié)合，更側(cè)重于理論性。本文基于汽車(chē)的實(shí)際高速運(yùn)行工況，對(duì)純電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池的散熱特性進(jìn)行研究，具有更加重要的實(shí)際意義。

2 電池動(dòng)態(tài)特性分析

當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)實(shí)際運(yùn)行時(shí)，動(dòng)力電池的輸出電流并非是一成不變的，而是隨著路況的變化而不斷變化的。通過(guò)Advisor軟件搭建純電動(dòng)汽車(chē)仿真模型，可以分析電池輸出電流的變化規(guī)律，為動(dòng)力電池的散熱性能分析提供前提。

2.1 HWFET工況

汽車(chē)的理論運(yùn)行工況很多，一般用于分析的有新歐洲駕駛循環(huán)（The New European Driving Cycle，NEDC）工況，美國(guó)的FTP75工況以及日本的JC08工況等，雖然這些工況主要用于輕型車(chē)排放油耗試驗(yàn)，但也同樣適用于汽車(chē)其它方面的性能測(cè)試。

HWFET工況是公路行駛工況，也是高速行駛工況，該工況歷時(shí)765 s，總行程 16.45 km，汽車(chē)的平均行駛速度為77.7 km/h，HWFET運(yùn)行工況如圖1

所示。

2.2 動(dòng)態(tài)仿真分析

仿真分析時(shí)，汽車(chē)運(yùn)行工況為高速工況，整車(chē)質(zhì)量為1 200 kg，電機(jī)的峰值功率50 kW，鋰電池容量為60 Ah。利用Advisor軟件搭建的仿真模型如圖2所示。

通過(guò)仿真分析，可以得出在HWFET工況下，純電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池輸出電流曲線，具體電流變化規(guī)律如圖3所示。

動(dòng)力電池輸出電流曲線反映了電流隨時(shí)間（路況）的變化規(guī)律，從電流變化曲線中可以清楚地看出，在HWFET工況下，動(dòng)力電池輸出電流幾乎全部低于80 A，即當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)在此高速工況下行駛時(shí)，輸出電流最高為80 A。

因此，基于上述分析結(jié)果，我們對(duì)電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行產(chǎn)熱及散熱特性分析時(shí)，選擇其工作電流為81 A，由于電池容量為60 Ah，也即令電池以1.35 C放電倍率持續(xù)運(yùn)行，研究電池包的散熱特性。

3 搭建電池包模型

3.1 模型前處理

根據(jù)整車(chē)布置需求，電池包設(shè)定為階梯式外形結(jié)構(gòu)，電池為最常用的鋰離子電池，冷卻方式為并行冷卻[5]。

首先利用三維建模軟件CATIA搭建電池包模型，由于理論分析時(shí)只需要與流體接觸的表面，因此，在模型前處理過(guò)程中，去除電子電器件以及外表面的支架和螺栓等對(duì)理論分析影響不大的幾何結(jié)構(gòu)，并對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化。將簡(jiǎn)化后的電池包結(jié)構(gòu)進(jìn)行網(wǎng)格劃分，經(jīng)過(guò)幾何清理和網(wǎng)格劃分后的結(jié)構(gòu)如圖4所示。

3.2 模型計(jì)算參數(shù)

在進(jìn)行分析時(shí)，由于研究動(dòng)力電池散熱性能隨時(shí)間的變化規(guī)律，因此選擇瞬態(tài)分析。流體速度較快，絕大部分處于湍流狀態(tài)且流線彎曲程度較大，故選擇Realizable K-epsilon湍流模型。動(dòng)力電池作為均勻體積熱源，并耦合能量方程[6]。

3.3 模型邊界設(shè)定

在進(jìn)行計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)分析時(shí)，邊界條件準(zhǔn)確與否直接關(guān)系到仿真結(jié)果的精確性，因此需給定符合實(shí)際和物理規(guī)律的邊界條件。

計(jì)算過(guò)程中，電池組的初始溫度為30 ℃，電池包與電池包外空氣換熱為自然對(duì)流換熱，其它具體邊界條件見(jiàn)表1[7]。

4 電池包散熱特性分析

在對(duì)電池組進(jìn)行瞬態(tài)分析時(shí)，讓電池組以1.35 C的放電倍率持續(xù)放電30 min，分析其散熱效果[8]。

4.1 數(shù)值仿真分析結(jié)果

4.1.1 電池包內(nèi)氣流速度場(chǎng)分析

當(dāng)氣流以4 m/s的速度進(jìn)入電池包時(shí)，電池包內(nèi)的氣流分布狀況如圖5所示。

從電池包內(nèi)氣流組織分布圖中可以粗略地看出，電池包內(nèi)上下部氣流分布較為良好，而流經(jīng)電池組兩側(cè)壁面附近的氣體較少，整體上看，氣流組織良好。

流線圖可以反映氣流的大致分布狀況，但很難反映具體氣流分布狀況，如電池包壁面處的氣流幾乎無(wú)法反映出來(lái)，因此，需要對(duì)電池包內(nèi)速度場(chǎng)作進(jìn)一步分析。截取電池包中心截面，截面上的速度矢量分布如圖6所示[9]。

從電池組的中心截面速度矢量分布圖中可以看出電池包進(jìn)口側(cè)速度較快，出口側(cè)速度較慢，階梯形拐角處速度更慢一些，氣流速度只有0.5 m/s左右。

綜上可知，氣流總體組織狀況較為良好，流速分布也比較均勻，但階梯形拐角結(jié)構(gòu)處氣流組織稍差，流速較低，這可能會(huì)引起局部溫度偏高。

4.1.2 電池組溫度場(chǎng)分析

速度場(chǎng)可以從整體上分析氣流的分布狀況以及氣流組織的合理性，但卻無(wú)法直觀地反映電池包的散熱效果，因此，需對(duì)電池組溫度分布進(jìn)行討論。截取z方向（圖6）的電池組中心截面，中心截面的溫度場(chǎng)云圖可以反映出電池組的最高溫度，同時(shí)，該截面處的最低溫度也與整個(gè)電池組的最低溫度相差不大。因此，可以用中心截面溫度云圖來(lái)評(píng)價(jià)電池包的散熱性能，其溫度場(chǎng)云圖如圖7所示。

從電池組的中心截面溫度分布圖中可以看出，整個(gè)截面的溫度分布較為均勻，在階梯形拐角位置處溫度略高，這也與速度場(chǎng)分析結(jié)果相吻合。截面的平均溫度為32.833 ℃，最大溫差也接近10 ℃，但截面處各電池單體的溫差較小，均在2 ℃左右。整體上看，該并行冷卻系統(tǒng)的散熱效果良好，滿足一般乘用車(chē)電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的冷卻要求。

為進(jìn)一步研究散熱系統(tǒng)在不同擋位下的冷卻性能，增加進(jìn)口風(fēng)速，研究其它擋位下電池包的散熱性能。

4.2 進(jìn)口風(fēng)速對(duì)電池散熱的影響

分別對(duì)電池包在進(jìn)口風(fēng)速6 m/s（中擋位）和8 m/s（高擋位）時(shí)的電池組進(jìn)行仿真分析，得到不同風(fēng)速下的電池組平均溫度及溫差見(jiàn)表2。

將表2中的電池組中心截面平均溫度和電池組溫差繪制成隨風(fēng)速變化的曲線，如圖8所示。

由圖8可知，隨著進(jìn)口風(fēng)速的提高，電池組的平均溫度和溫差都在逐漸降低，但電池組的溫差降幅已逐漸變緩。因此，通過(guò)增加進(jìn)口風(fēng)速可以有效降低整個(gè)電池組的平均溫度和溫差，但過(guò)高風(fēng)速對(duì)降低電池組溫差的效果并非十分理想，也就是說(shuō)并非冷卻系統(tǒng)擋位越高，降溫效果越好。選擇合適的風(fēng)速（擋位）既能達(dá)到良好的散熱效果，又能節(jié)約能源。

5 結(jié)論

（1）采用Bernardi生熱模型，通過(guò)試驗(yàn)計(jì)算出電池的產(chǎn)熱速率和比熱容。

（2）利用Advisor軟件搭建純電動(dòng)汽車(chē)模型，并分析動(dòng)力電池在HWFET工況下的動(dòng)態(tài)特性，得到電池輸出電流的分布，為后續(xù)電池包散熱分析提供前提。

（3）在1.35 C放電倍率下，對(duì)電池組進(jìn)行瞬態(tài)仿真分析，得到電池包內(nèi)速度場(chǎng)和電池組中心截面的溫度場(chǎng)分布。結(jié)果顯示截面處整體溫度均勻，局部溫度略高，在并行冷卻結(jié)構(gòu)下電池組散熱效果良好。

（4）基于仿真分析，得到電池組平均溫度及溫差隨進(jìn)口風(fēng)速的變化曲線。該曲線顯示隨著進(jìn)口風(fēng)速的提高，可有效降低電池組平均溫度，但對(duì)于降低電池組溫差，效果并非十分理想。

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第9篇：流體動(dòng)力學(xué)原理范文

關(guān)鍵詞：流體力學(xué)；課程改革；考核方式；教學(xué)方法

0引言

《流體力學(xué)》是工科專業(yè)的一門(mén)基礎(chǔ)課程，在各工程領(lǐng)域也有著非常廣泛的應(yīng)用[1-3]。通過(guò)對(duì)流體力學(xué)的學(xué)習(xí)掌握就可以為后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，而在實(shí)地教學(xué)中卻存在諸多問(wèn)題。因?yàn)榇蟛糠直究粕郧敖佑|的力學(xué)都是簡(jiǎn)單的固體力學(xué)，研究的是看得見(jiàn)摸得著的事物。而流體力學(xué)著重研究流體的靜止及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的規(guī)律，研究流體的質(zhì)量守恒、能量守恒及動(dòng)量守恒三大定律及其應(yīng)用，對(duì)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)要求較高，課程中的概念較抽象、公式較復(fù)雜[4]，使很多學(xué)生難以理解其知識(shí)點(diǎn)，難以把握學(xué)習(xí)的要領(lǐng)，進(jìn)而容易遺忘或者產(chǎn)生厭學(xué)情緒。因此，根據(jù)安全工程專業(yè)特點(diǎn)，對(duì)流體力學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法等進(jìn)行改革是非常必要的。

1課程教學(xué)特點(diǎn)及現(xiàn)狀

《流體力學(xué)》是安全工程專業(yè)的一門(mén)學(xué)科基礎(chǔ)必修課程，是一門(mén)多學(xué)科交叉融合的課程，涉及數(shù)學(xué)、物理學(xué)、力學(xué)等，理論性和工程實(shí)用性都較強(qiáng)。課程的研究對(duì)象為流體，區(qū)別于固體的主要特點(diǎn)是易流動(dòng)，課程中的許多概念較為抽象，且方程的推導(dǎo)需要運(yùn)用數(shù)學(xué)的方法，對(duì)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題的能力要求較高，總體來(lái)說(shuō)，學(xué)生學(xué)習(xí)難度較大。目前，《流體力學(xué)》的課堂教學(xué)以理論知識(shí)講解為主，習(xí)題練習(xí)為輔，要求學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、理解能力、邏輯思維能力較好，課上認(rèn)真聽(tīng)講，課后及時(shí)復(fù)習(xí)鞏固。但是學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性不高，課程作業(yè)的完成質(zhì)量不高，只是單一的應(yīng)付考試。

2課程改革探討

為提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，適應(yīng)新形勢(shì)下應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真的學(xué)習(xí)態(tài)度，培養(yǎng)學(xué)生分析及解決流體力學(xué)問(wèn)題的能力，及運(yùn)用流體力學(xué)方法進(jìn)行科學(xué)研究的基本能力，并為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。本文擬從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核形式三個(gè)方面對(duì)《流體力學(xué)》課程進(jìn)行改革。

2.1教學(xué)內(nèi)容

根據(jù)《流體力學(xué)》在安全工程專業(yè)中的課程定位，將流體力學(xué)的內(nèi)容分為流體靜力學(xué)、流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)、流動(dòng)阻力及能力損失、管路流動(dòng)、相似原理及因次分析等五大模塊。課程內(nèi)容圍繞流體靜止、運(yùn)動(dòng)兩個(gè)狀態(tài)及力學(xué)的三大方程展開(kāi)，由淺入深。培養(yǎng)學(xué)生的工科思想及意識(shí)，能夠?qū)Π踩こ虒I(yè)的流體力學(xué)問(wèn)題進(jìn)行分析。

2.2教學(xué)方法

整合傳統(tǒng)和現(xiàn)代教學(xué)手段，采用不同的教學(xué)方式，如課堂教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)相結(jié)合，將相關(guān)的習(xí)題解答方法及課堂練習(xí)同步至超星在線課堂，給學(xué)生課后復(fù)習(xí)鞏固提供資料，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)資源及時(shí)進(jìn)行解答；多媒體教學(xué)與板書(shū)結(jié)合，將復(fù)雜的流體流動(dòng)過(guò)程以多媒體動(dòng)畫(huà)的形式展現(xiàn)出來(lái)，讓學(xué)生更直觀的了解某種現(xiàn)象，增加對(duì)理論知識(shí)的理解和掌握；增加課堂習(xí)題練習(xí)及講解，注重師生互動(dòng)，注重理論練習(xí)實(shí)際，在課堂組織教學(xué)中通過(guò)師生互動(dòng)調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，并通過(guò)該環(huán)節(jié)了解學(xué)生課堂知識(shí)的掌握情況，及時(shí)調(diào)整講授方法。

2.3考核方式

采用多元化的考核方式，變單純的期末考試為平時(shí)和期末多層次考試，建立平時(shí)成績(jī)考核機(jī)制。平時(shí)成績(jī)考核包括章節(jié)測(cè)試、期中測(cè)試、課后作業(yè)、課堂練習(xí)及課考勤四部分內(nèi)容，其中每一部分成績(jī)占總成績(jī)的10%；期末考試成績(jī)占總成績(jī)的60%。章節(jié)測(cè)試一般是針對(duì)每一章的重點(diǎn)難點(diǎn)，用3-5道典型習(xí)題，耗時(shí)45min，檢測(cè)學(xué)生的掌握情況。要求學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成，章節(jié)測(cè)試的平均成績(jī)計(jì)入期末綜合評(píng)定成績(jī)。對(duì)于章節(jié)測(cè)試的習(xí)題進(jìn)行批改、統(tǒng)計(jì)成績(jī)、分析成績(jī)，并對(duì)教學(xué)方法進(jìn)行反饋，及時(shí)調(diào)整。課堂練習(xí)一般針對(duì)課堂中的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試，習(xí)題主要以填空、選擇、判斷的形式出現(xiàn)，方便、靈活、易于控制時(shí)間。通過(guò)練習(xí)，讓學(xué)生查缺補(bǔ)漏，同時(shí)根據(jù)練習(xí)情況及時(shí)調(diào)整授課進(jìn)度及方法，確保學(xué)生對(duì)課程知識(shí)的主要內(nèi)容了解和掌握。課后練習(xí)是對(duì)課程內(nèi)容的鞏固和補(bǔ)充，是對(duì)學(xué)生理論知識(shí)運(yùn)用情況的檢測(cè)，但課后作業(yè)易出現(xiàn)抄襲現(xiàn)象，對(duì)于疑似抄襲的作業(yè)，作業(yè)的分值不會(huì)給高分，通過(guò)課堂的互動(dòng)可以判斷抄襲者的范圍，在課后習(xí)題講解過(guò)程中有意讓抄襲者進(jìn)行講解，同時(shí)通過(guò)作業(yè)重復(fù)練習(xí)，讓學(xué)生真正理解作業(yè)的解題思路及方法。