流體力學(xué)的作用精選(九篇)

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第1篇：流體力學(xué)的作用范文

關(guān)鍵詞：計(jì)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(hào)：TQ021.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 計(jì)算流體力學(xué)概述

作為流體力學(xué)的一個(gè)分支，計(jì)算流體力學(xué)主要負(fù)責(zé)，在固定的幾何形狀空間內(nèi)，求解流體的動(dòng)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(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬，得到在特定條件下流體的有關(guān)數(shù)據(jù)。計(jì)算流體力學(xué)主要根據(jù)動(dòng)量、能量、質(zhì)量守恒方程，通過數(shù)值計(jì)算方法來求解出流動(dòng)主控方程，并最終得到各種流動(dòng)現(xiàn)象的規(guī)律。

計(jì)算流體力學(xué)主要包括3種計(jì)算方法：差分法、有限元法以及有限體積法。這是一個(gè)涉及到多個(gè)領(lǐng)域的學(xué)科，它不僅包括計(jì)算機(jī)科學(xué)、流體力學(xué)等專業(yè)學(xué)科，還有計(jì)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(shí)。通過計(jì)算流體力學(xué)進(jìn)行模擬，主要是為了作出預(yù)測(cè)和獲得信息，來更好的控制流體流動(dòng)。理論的預(yù)測(cè)主要來自于數(shù)學(xué)模型結(jié)果，并不是來源于實(shí)際的物理模型結(jié)果。

起初，計(jì)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(dòng)力學(xué)方面的流體力學(xué)問題。計(jì)算流體力學(xué)的計(jì)算與實(shí)驗(yàn)研究相比，不僅成本低、速度快，還可以模擬真實(shí)、理想條件，所以，在各種流體現(xiàn)象的研究過程中，計(jì)算流體力學(xué)成為對(duì)各種流動(dòng)系統(tǒng)和流動(dòng)過程，進(jìn)行設(shè)計(jì)、操作和研究的有利工具。

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

在各種化工裝置中，計(jì)算流體力學(xué)都可以進(jìn)行模擬、分析、預(yù)測(cè)，比如說，可以在流體流動(dòng)過程中，對(duì)于其中的傳質(zhì)、傳熱進(jìn)行預(yù)測(cè)，比如在蒸餾塔中進(jìn)行的兩相傳質(zhì)流動(dòng)狀態(tài)的模擬，在模擬加熱器里進(jìn)行的傳熱效果的模擬；在攪拌槽混合設(shè)備可以進(jìn)行模擬設(shè)計(jì)、放大；可以對(duì)化學(xué)反應(yīng)及反應(yīng)速率進(jìn)行描述分析，并在反應(yīng)器中進(jìn)行模擬，比如可以在燃燒反應(yīng)器、生化反應(yīng)器，可以進(jìn)行反應(yīng)速率的模擬；另外，還可以進(jìn)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(dòng)的模擬。

2 計(jì)算流體力學(xué)在化學(xué)工程中的應(yīng)用

2.1 計(jì)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(dòng)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(duì)一些混合設(shè)備，比如攪拌槽等，進(jìn)行放大設(shè)計(jì)的時(shí)候，往往經(jīng)驗(yàn)成分要多于理論計(jì)算。在實(shí)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(yán)重性是隨著規(guī)模的增大而增大的。所以，目前經(jīng)驗(yàn)放大設(shè)計(jì)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(duì)攪拌槽的內(nèi)部流場(chǎng)展開研究。

最初，Harvey等對(duì)攪拌槽內(nèi)的流場(chǎng)，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行二維模擬，這些年來，通過采用計(jì)算流體力學(xué)的方法，對(duì)攪拌槽內(nèi)的流場(chǎng)進(jìn)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(fèi)的同時(shí)，也可以獲得實(shí)驗(yàn)所不能得到的數(shù)據(jù)。之后，Sun等針對(duì)攪拌槽氣液兩相流動(dòng)，利用計(jì)算流體力學(xué)的湍流模型進(jìn)行了三維模擬，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，計(jì)算流體力學(xué)能很好地對(duì)攪拌器上部氣體分布進(jìn)行預(yù)測(cè)，對(duì)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(jì)算流體力學(xué)軟件Fluent，對(duì)Rushton型渦輪攪拌槽湍流，作了與時(shí)間相關(guān)的三維數(shù)值預(yù)測(cè)，和實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較顯示，攪拌葉輪上下平均速域，兩項(xiàng)結(jié)果一致，但在湍動(dòng)能的結(jié)果上，計(jì)算值和實(shí)驗(yàn)結(jié)果還是存在一定差異的。

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

2.2 計(jì)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(xì)、準(zhǔn)確地對(duì)殼程的流動(dòng)、傳熱特性做出預(yù)測(cè)，這不僅有助于設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)和可靠的換熱器，還有助于對(duì)現(xiàn)有管殼式換熱器的性能做出評(píng)價(jià)，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(dòng)、傳熱的影響因素也比較多，通過計(jì)算流體力學(xué)，利用計(jì)算機(jī)對(duì)換熱器殼側(cè)流場(chǎng)進(jìn)行模擬，這就有助于對(duì)殼側(cè)瞬態(tài)的溫度場(chǎng)、速度場(chǎng)加以了解，這是其它方法所難以掌握的，這就方便了對(duì)換熱器的機(jī)理分析以及結(jié)構(gòu)優(yōu)化。

其中，一些國外專家針對(duì)換熱器內(nèi)，流體流動(dòng)的計(jì)算流體力學(xué)模擬展開過一些研究。熊智強(qiáng)等專家，針對(duì)換熱器弓形折流板流場(chǎng)，利用該技術(shù)進(jìn)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(dòng)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(jì)算流體力學(xué)計(jì)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(dòng)為湍流，與此同時(shí)，在實(shí)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(jì)算增加了難度。現(xiàn)在，針對(duì)于管殼式換熱器殼程流動(dòng)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(jì)算流體力學(xué)模擬應(yīng)用的還是比較少的。

2.3 計(jì)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(jì)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(jìn)行簡要概述。

在精餾塔氣液兩相流動(dòng)、傳質(zhì)的研究過程中，計(jì)算流體力學(xué)是其中的一項(xiàng)重要工具，通過進(jìn)行計(jì)算流體力學(xué)模擬，可以微觀的檢測(cè)到塔內(nèi)氣液兩相流動(dòng)狀況。當(dāng)然，在模擬精餾塔內(nèi)流體流動(dòng)上，計(jì)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(dòng)的模擬上，模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值還是存在一定偏差的。這主要因?yàn)閿?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(shí)驗(yàn)研究，都需要進(jìn)一步加強(qiáng)。

通過計(jì)算流體力學(xué)的應(yīng)用，對(duì)薄膜蒸發(fā)器內(nèi)各種場(chǎng)分布實(shí)現(xiàn)成功預(yù)測(cè)，這就在薄膜蒸發(fā)器內(nèi)，進(jìn)一步滿足了對(duì)液膜流動(dòng)、傳熱、傳質(zhì)機(jī)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(jì)算流體力學(xué)技術(shù)，針對(duì)薄膜蒸發(fā)器流體流動(dòng)特性所展開的研究還是比較少的。

在各種燃燒系統(tǒng)中，計(jì)算流體力學(xué)的應(yīng)用也是比較廣泛的。通過計(jì)算流體力學(xué)，在燃燒過程中，可以對(duì)各種狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行模擬，對(duì)燃燒器的燃燒過程加深理解，這不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)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(jì)算流體力學(xué)也是一個(gè)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(duì)計(jì)算流體力學(xué)技術(shù)的應(yīng)用，不但可以獲取速度場(chǎng)、溫度場(chǎng)、濃度場(chǎng)等方面的詳細(xì)信息，還有助于對(duì)生化反應(yīng)器優(yōu)化、設(shè)計(jì)、放大等方面的研究。

但是，目前計(jì)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(duì)研究對(duì)象，做出合理的選擇。即便如此，在化工過程研究中，計(jì)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(jì)算流體力學(xué)技術(shù)將會(huì)得到更廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1] 張少華.化學(xué)鏈燃燒系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)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(jì)算流體力學(xué)中的高精度數(shù)值方法回顧[A].計(jì)算物理.2009(09).

第2篇：流體力學(xué)的作用范文

關(guān)鍵詞計(jì)算流體力學(xué)；農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)；應(yīng)用；發(fā)展趨勢(shì)

中圖分類號(hào)：O35；X53文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B文章編號(hào)：1673-890X（2015）15--02

計(jì)算流體力學(xué)是模擬流場(chǎng)特性、熱傳遞、流體擴(kuò)散等應(yīng)用的重要技術(shù)之一。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算流體力學(xué)在諸多理論研究領(lǐng)域和實(shí)際工程應(yīng)用里面都獲得了很高的關(guān)注度，其在國外已被很大程度上投入到了農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)里面，但國內(nèi)對(duì)于這一方面的研究還不是很成熟還屬于比較落后的狀態(tài)[1]。因此，國內(nèi)基本上沒有學(xué)者對(duì)計(jì)算流體力學(xué)在農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用展開研究和總結(jié)。本文在大概介紹計(jì)算流體力學(xué)的基本原理同時(shí)，闡明其可以應(yīng)用在農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)里面的原因；歸納并總結(jié)其相關(guān)應(yīng)用以鼓勵(lì)農(nóng)業(yè)環(huán)境工作者在具體實(shí)際工作里面能夠最大程度的利用這一類型的工具；同時(shí)，探究其未來的走向用來激發(fā)以后的學(xué)者對(duì)這一方面展開更加深入的研究，促進(jìn)我國在計(jì)算流體力學(xué)在農(nóng)業(yè)環(huán)境中的具體運(yùn)用，催動(dòng)我國農(nóng)業(yè)環(huán)境的發(fā)展和提高[2]。

1基本原理

計(jì)算流體力學(xué)主要是將連續(xù)流體離散化并對(duì)各個(gè)單元進(jìn)行Navier-Stokes及其它相關(guān)方程的求解。連續(xù)、動(dòng)量和能量方程是流體運(yùn)動(dòng)的主要控制方程，其中連續(xù)方程描述了質(zhì)量守恒，動(dòng)量方程由牛頓第二定律推導(dǎo)而得，而能量方程則基于能量守恒。在計(jì)算流體力學(xué)中，解此控制方程的重要一步是將方程離散化從而使偏微分方程轉(zhuǎn)換為離散方程，廣泛應(yīng)用的離散方法有3種：有限差分法、有限元法和有限體積法[3]。其中，有限體積法結(jié)合了前兩種方法的優(yōu)點(diǎn)，而且在計(jì)算機(jī)計(jì)算方面有很大的優(yōu)勢(shì)。因此，有限體積法在計(jì)算流體力學(xué)里面是最為常見的。當(dāng)控制方程和離散方法選定后，設(shè)定相應(yīng)的邊界條件與初始條件則可對(duì)研究問題的流場(chǎng)進(jìn)行計(jì)算，若同時(shí)在計(jì)算中結(jié)合了其它方程，如泥沙運(yùn)輸方程，則可對(duì)研究現(xiàn)象進(jìn)行耦合模擬。綜上，只要根據(jù)具體問題選取合適的控制方程、離散方法、邊界條件、初始條件和耦合方程，計(jì)算流體力學(xué)則可以應(yīng)用在此問題當(dāng)中，當(dāng)然包括許多農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)的應(yīng)用中。

2相關(guān)應(yīng)用

計(jì)算流體力學(xué)在農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用主要能夠分歸為3類：農(nóng)業(yè)建筑物的設(shè)計(jì)、農(nóng)業(yè)水土治理以及氣味與灰塵散播。

2.1農(nóng)業(yè)建筑物的設(shè)計(jì)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與提高，近幾十年計(jì)算流體力學(xué)已經(jīng)在大量的農(nóng)業(yè)建筑物設(shè)計(jì)中得到了普及推廣與使用，如溫室、禽舍和畜舍的優(yōu)化設(shè)計(jì)。其中，在農(nóng)業(yè)水利建筑物的設(shè)計(jì)里面是眾多設(shè)計(jì)里面最為成功。在農(nóng)業(yè)擋水建筑物方面，計(jì)算流體力學(xué)可以預(yù)測(cè)擋水閘的應(yīng)力與表面壓力。閘門運(yùn)動(dòng)與流體分析可以結(jié)合起來，分析閘門在不同狀態(tài)下的水流及壓力特性，得到的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)可用于高效地優(yōu)化設(shè)計(jì)擋水閘門。在農(nóng)業(yè)泄水建筑物方面，計(jì)算流體力學(xué)可以用于溢洪道的流量和氣穴分析中。農(nóng)業(yè)灌溉排水渠道的模擬相對(duì)較為復(fù)雜，因?yàn)槠渚哂忻黠@的湍流與三維特性、非規(guī)則的幾何邊界、非光滑的河床以及自由表面。目前，在這方面的模擬一般使用流體體積法進(jìn)行自由表面的追蹤，模擬結(jié)果與測(cè)量或?qū)嶒?yàn)數(shù)據(jù)的比較證明了此方法的有效性。

2.2農(nóng)業(yè)水土治理

在農(nóng)業(yè)水土方面，計(jì)算流體力學(xué)可以用于確定污染物在水土中的傳播以及對(duì)水土質(zhì)量的影響，對(duì)合理選用肥料、保證灌溉水源及土壤的健康進(jìn)行指導(dǎo)。計(jì)算一般需要一定的觀測(cè)數(shù)據(jù)以確定模擬參數(shù)，其結(jié)果可以用于分析水資源退化的影響因素、化學(xué)物質(zhì)對(duì)地下水的影響及污染物在含水層的散輸?shù)?。除了?duì)水質(zhì)的分析，計(jì)算流體力學(xué)也可用于預(yù)測(cè)土壤侵蝕。例如，可以整合三維湍流和非均勻泥沙運(yùn)輸模型并考慮影響河岸侵蝕的其它因素，以此來模擬沖積河道在河岸侵蝕作用下的形態(tài)變化等，對(duì)農(nóng)業(yè)工程選址提供信息。

2.3氣味與灰塵散播

氣味與灰塵散播是農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)里面的另一個(gè)比較重要內(nèi)容，其對(duì)自然環(huán)境尤其是空氣環(huán)境有著非常大的影響作用。計(jì)算流體力學(xué)既可以模擬溫室還有禽畜舍內(nèi)部的空氣流通的具體特點(diǎn)，也可以模擬其氣味在外部的傳輸散播。對(duì)氣味散播的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)相對(duì)難度比較大，因?yàn)槠浞秶八俣仍诤艽蟪潭壬先Q于氣味散發(fā)點(diǎn)、氣味濃度、地形條件及氣象特性等多種不確定因素。傳統(tǒng)的觀測(cè)法可得到準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，但是這個(gè)方法難以分析大量的影響條件。經(jīng)過驗(yàn)證的數(shù)值模型則可以更加經(jīng)濟(jì)地對(duì)不同情況進(jìn)行試驗(yàn)研究，此類研究的例子有：考慮了降雨、蒸發(fā)和熱量傳輸?shù)臍馕秱鞑ツＰ?、風(fēng)及空氣溫度對(duì)氣味散播的影響、噴灑農(nóng)藥后溫室氣味散播對(duì)周邊環(huán)境的影響等。另外，計(jì)算流體力學(xué)也可以用于模擬灰塵擴(kuò)散，可對(duì)農(nóng)業(yè)荒漠化防治提供參考。

3發(fā)展趨勢(shì)

計(jì)算流體力學(xué)在農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域里面的應(yīng)用已經(jīng)取得了非常大的成功，對(duì)于未來的展望，它一定能夠獲得更大程度上的發(fā)展，取得更高的成就，具體的主要表現(xiàn)在下面3個(gè)方面：第一，將來其一定能在更多的農(nóng)業(yè)環(huán)境問題里面得到推廣和普及，并且通過具體的實(shí)踐與應(yīng)用得到驗(yàn)證；第二，隨著科學(xué)的不斷前進(jìn)與發(fā)展，技術(shù)也在不斷的提升，所以進(jìn)行計(jì)算精確度也會(huì)有很大的提高，因?yàn)闀?huì)有越來越多的細(xì)微的影響因素將會(huì)被考慮進(jìn)模擬系統(tǒng)里面而且其作用機(jī)制也會(huì)有更深層次的了解和認(rèn)識(shí)。此外，隨著計(jì)算技術(shù)的進(jìn)步以及模型操作的大眾化需求，它在計(jì)算速度和操作方式的簡易度方面也將會(huì)有很大的提高。

第3篇：流體力學(xué)的作用范文

關(guān)鍵詞：土木工程；創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)；流體力學(xué)；成本

中圖分類號(hào)：G643 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1002-7661（2015）20-007-01

流體力學(xué)是力學(xué)的一個(gè)分支，是研究以水為主體的流體的平衡和運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其工程應(yīng)用的一門學(xué)科，土木工程是建造各類工程設(shè)施的科學(xué)技術(shù)的統(tǒng)稱。它既指所應(yīng)用的材料、設(shè)備和所進(jìn)行的勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工、保養(yǎng)維修等技術(shù)活動(dòng)；也指工程建設(shè)的對(duì)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(chǎn)、科研服務(wù)的各種工程設(shè)施，例如房屋、道路、鐵路、運(yùn)輸管道、給水和排水以及防護(hù)工程等。

土木建構(gòu)物的建筑環(huán)境不可避免會(huì)有地下及地表流水的影響，對(duì)于高層，或者高出建筑物，風(fēng)對(duì)建筑物的影響也是不可小覷的。在建筑物設(shè)計(jì)之初不但要考慮這些流體對(duì)施工的影響，在建成后，也得防范流體的長期作用對(duì)建構(gòu)物的負(fù)面影響。怎么認(rèn)識(shí)這些影響？通過對(duì)流體力學(xué)的學(xué)習(xí)，會(huì)使我們對(duì)流體形成一種客觀正確的認(rèn)識(shí)。

1、流體力學(xué)在創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)參與工業(yè)民用建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)參與設(shè)計(jì)的工業(yè)民用建筑是常見建筑，對(duì)于低層建筑，地下水是最普遍的結(jié)構(gòu)影響源，集中表現(xiàn)為對(duì)地基基礎(chǔ)的影響。

如果創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)參與設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)建筑地點(diǎn)的地下基地上水文情況了解不到位，地下水一旦滲流會(huì)對(duì)建筑物周圍土體穩(wěn)定性造成不可挽救的破壞，進(jìn)而嚴(yán)重影響地基穩(wěn)定，地基的的破壞對(duì)整個(gè)建筑主體來說是壽命倒計(jì)時(shí)的開始。對(duì)于這些嚴(yán)重影響建筑物壽命和甚至波及人生安全的有水的流動(dòng)性造成問題可以通過水力學(xué)知識(shí)在創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)參與建筑物的實(shí)際施工之前給以正確的設(shè)計(jì)與施工指導(dǎo)。

現(xiàn)在創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)參與設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)施工問題。因?yàn)殡S著高度的增加，由于地表及其附近物體對(duì)氣體流動(dòng)的阻礙減少，氣體流動(dòng)速度很大。對(duì)建筑的影響是使建筑產(chǎn)生側(cè)向變形，風(fēng)大時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)。主要由基本風(fēng)壓，風(fēng)壓高度變化系數(shù)，風(fēng)荷載體形系數(shù)，風(fēng)振系數(shù)。這些系數(shù)和所在地的風(fēng)的大小，建筑高度，建筑的外形，和地區(qū)粗糙度有關(guān)。

在創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)參與設(shè)計(jì)的工民建筑中的另一些方面如水景景觀供水，暖氣水管網(wǎng)供水等問題中，通過流體力學(xué)的科學(xué)計(jì)算，會(huì)對(duì)這些在具體實(shí)施的過程中可能出現(xiàn)的問題給出科學(xué)的數(shù)據(jù)依據(jù)。

2、流體力學(xué)在創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)參與設(shè)計(jì)給水排水工程中的應(yīng)用

創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)參與設(shè)計(jì)的給排水工程：用于水供給、廢水排放和水質(zhì)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(nèi)的降水和污水。近代的給排水工程是為控制城市內(nèi)傷寒、霍亂、痢疾等傳染病的流行和適應(yīng)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(shè)施，是發(fā)展城市及工業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)施之一，市政工程的主要組成部分。給排水研究的主要對(duì)像就是水，在以導(dǎo)水為主要目的的運(yùn)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(jìn)行疏導(dǎo)的，疏導(dǎo)中，不同的地放水流量積水性質(zhì)不一樣。單看水流量，就對(duì)管道長生種種要求。

針對(duì)這些實(shí)際中的問題，通過水力學(xué)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(tuán)隊(duì)參與設(shè)計(jì)的為施工人員正確的施工提出正確理論依據(jù)。針對(duì)性的計(jì)算不但可以節(jié)約施工時(shí)間成本，更加合理化了管材等的配置。

3、流體力學(xué)在創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)參與設(shè)計(jì)道路橋梁交通中的應(yīng)用

道路路橋工程是關(guān)乎民生，國防建設(shè)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(jià)很高，且修建需要一定的時(shí)間，因此大多數(shù)創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)參與的路橋設(shè)計(jì)使用年限是很長的。在這么長的時(shí)間里，經(jīng)受水流的長時(shí)間的侵蝕作用，要保持極高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)健康性。那么對(duì)這些侵蝕的來源有準(zhǔn)確的了解定性，還要有確切的數(shù)據(jù)一邊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(hù)當(dāng)中最普遍的是遇到水流的影響。對(duì)于公路，鋪設(shè)時(shí)的選址與路基穩(wěn)定性都會(huì)受到水的影響，創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)參與的施工與使用過程中對(duì)于集聚水的的及時(shí)排除以消除對(duì)路面影響，此外還要考慮路邊滲水問題等等。對(duì)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(duì)橋墩來說是持續(xù)性破壞，這是不可避免的，尤其是對(duì)于多雨地區(qū)，突發(fā)性的大水對(duì)橋墩的穩(wěn)定更是嚴(yán)峻的考驗(yàn)。

這些問題可以依靠流體力學(xué)的只是給出一定的解決依據(jù)。具體的是結(jié)合施工地當(dāng)?shù)厮那闆r根據(jù)流體力學(xué)理論知識(shí)給出水流的一些合理的可依據(jù)信息，指導(dǎo)設(shè)計(jì)與施工，給出科學(xué)的依據(jù)。

結(jié)束語：

流體力學(xué)在是一門重要學(xué)科，尤其是在工學(xué)領(lǐng)域，對(duì)土木工程中創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)參與設(shè)計(jì)的的水利，港口，道橋，建筑等有著重要應(yīng)用。作為一名土木創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)中的學(xué)生，應(yīng)概積極體會(huì)流體力學(xué)的重要性，并努力學(xué)好流體力學(xué)，豐富完善自己的知識(shí)體系。

參考文獻(xiàn)：

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[3] 丁祖榮.流體力學(xué)[M].化學(xué)工業(yè)出版社.2010年8月.

第4篇：流體力學(xué)的作用范文

論文關(guān)鍵詞：工程流體力學(xué)；教學(xué)研究；改革探索

“工程流體力學(xué)”課程在能源動(dòng)力類工科專業(yè)中占有非常重要的地位，主要研究流體（液體和氣體）的平衡、運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其實(shí)際工程應(yīng)用的技術(shù)科學(xué)，是力學(xué)的一個(gè)重要的分支學(xué)科。通過本課程流體力學(xué)的基本概念和基本原理的學(xué)習(xí)，學(xué)生掌握分析和解決本專業(yè)中涉及流體力學(xué)問題的能力，為后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)，然而當(dāng)前的教學(xué)效果并不理想。自然界和人類生活中，以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各行各業(yè)中均廣泛存在流體流動(dòng)現(xiàn)象，但是由于缺乏對(duì)生活的觀察，學(xué)生很難做到對(duì)課本講授內(nèi)容形成直觀映像。此外，自然界中的流動(dòng)現(xiàn)象往往包含多種流動(dòng)方式，在理論分析與公式推導(dǎo)中涉及許多復(fù)雜的數(shù)學(xué)理論與方法，經(jīng)驗(yàn)公式多，且不易理解記憶，給學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來很大困難，導(dǎo)致教師難教、學(xué)生難學(xué)，實(shí)踐與應(yīng)用起來更是難上加難，教學(xué)效果不理想，教學(xué)目的難以實(shí)現(xiàn)。還對(duì)后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)造成很大影響，進(jìn)而影響本科教學(xué)的整體質(zhì)量。因此，“工程流體力學(xué)”教學(xué)改革勢(shì)在必行。

一、“工程流體力學(xué)”教學(xué)調(diào)查研究

“工程流體力學(xué)”課程通常是開設(shè)于熱能動(dòng)力工程專業(yè)二年級(jí)階段。對(duì)揚(yáng)州大學(xué)的學(xué)生的問卷調(diào)查顯示，多數(shù)學(xué)生對(duì)“工程流體力學(xué)”課程的評(píng)價(jià)是“難學(xué)”。為何會(huì)有這樣的評(píng)價(jià)，通過分析發(fā)現(xiàn)，存在幾個(gè)方面的原因。

1.研究對(duì)象比較抽象

“工程流體力學(xué)”課程本身研究對(duì)象是流體，沒有一定的形狀和具有流動(dòng)性，這是流體區(qū)別于固體的本質(zhì)特征。這一特征決定了流體力學(xué)研究理論比較抽象、經(jīng)驗(yàn)公式繁多且推導(dǎo)過程復(fù)雜不易理解、易混淆，進(jìn)而導(dǎo)致了本課程教師難教、學(xué)生難學(xué)，教學(xué)效果不夠理想。因此，能否將前面學(xué)習(xí)過的對(duì)“固體”平衡和運(yùn)動(dòng)物理規(guī)律的分析方法通過比擬的方式移植到“流體”上，并使其形成正向的學(xué)習(xí)遷移是學(xué)生能否很快的掌握本門課程學(xué)習(xí)方法、學(xué)好本課程的一個(gè)很重要的方面。

2.教師與學(xué)生

“教學(xué)”包括“教”與“學(xué)”兩個(gè)方面的內(nèi)容，忽視任何一個(gè)方面都有可能造成教學(xué)效果的不理想。理論課教學(xué)是工程流體力學(xué)課程教學(xué)的主要方面，是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)和應(yīng)用于工程實(shí)踐的基礎(chǔ)。某些任課教師為了自己的方便省事，教材和教學(xué)內(nèi)容仍然是多年前的老教材，對(duì)現(xiàn)階段流體力學(xué)的發(fā)展方向和研究成果，以及本學(xué)科的最新科技前沿理論及工程應(yīng)用進(jìn)展不能做到及時(shí)更新，教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際應(yīng)用嚴(yán)重脫節(jié)。

教學(xué)方法單一呆板，無法吸引學(xué)生的興趣。經(jīng)常看到這樣一種現(xiàn)象：教師在講臺(tái)上只顧著自己滔滔不絕地講，忽視了課堂教學(xué)的互動(dòng)性和學(xué)生的主觀能動(dòng)性，學(xué)生了無興趣的在座位上睡覺、開小差、玩手機(jī)，基本上是教師在向?qū)W生單方面地傳授知識(shí)，這樣的教學(xué)效果是很低的。

本專業(yè)本科生新的培養(yǎng)方案中課程設(shè)置有這樣一個(gè)特點(diǎn)：課程增加，課時(shí)壓縮，總學(xué)分保持不變。“工程流體力學(xué)”課程理論課學(xué)時(shí)從64壓縮到48學(xué)時(shí)，在教學(xué)內(nèi)容總量不變的情況下，每堂課教授的內(nèi)容，即學(xué)生需要接受的信息量就大大增加了，嚴(yán)重增加了學(xué)生的負(fù)擔(dān)。“浮躁”是當(dāng)代很多大學(xué)生所普遍具有的心理特征，導(dǎo)致的直接結(jié)果是學(xué)生自制力差、怕吃苦，上課前不預(yù)習(xí)、課后不認(rèn)真復(fù)習(xí)、作業(yè)普遍抄襲。

二、教學(xué)改革的目標(biāo)

圍繞當(dāng)前“工程流體力學(xué)”課程教學(xué)中存在的問題，以提高課程教學(xué)質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)為目的，進(jìn)行了如下方面的改革：改變教育理念，以課程改革與教學(xué)適應(yīng)新時(shí)代的要求為目的；加強(qiáng)教學(xué)方法與教學(xué)手段的改革，提高“教”的質(zhì)量；加強(qiáng)課程的應(yīng)用性，解決基礎(chǔ)理論課程的知識(shí)教育、應(yīng)用能力與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，全面提升學(xué)生的綜合素質(zhì)；加強(qiáng)課程教學(xué)評(píng)價(jià)與考核體系改革，引入全程教學(xué)評(píng)價(jià)與考核機(jī)制。

三、“工程流體力學(xué)”教學(xué)改革探索

從上面的分析可知，“工程流體力學(xué)”課程教學(xué)效果不理想存在很多方面的原因，因此，教學(xué)改革也要同時(shí)從多方面入手才可以起到事半功倍的效果。以下是筆者在揚(yáng)州大學(xué)熱能與動(dòng)力工程專業(yè)本科生課程教學(xué)中進(jìn)行的探索與嘗試，取得了較好的效果。

1.教學(xué)方法的探索與實(shí)踐

（1）俗話說“良好的開端是成功的一半”，第一堂課的重要性也就不言而喻了。興趣是學(xué)生學(xué)習(xí)的直接原動(dòng)力，能否在開始就激發(fā)學(xué)生對(duì)“工程流體力學(xué)”課程的學(xué)習(xí)興趣是學(xué)好本課程的關(guān)鍵。運(yùn)用多媒體技術(shù)，通過生動(dòng)的視頻和動(dòng)畫向?qū)W生展示生活中隨處可見的流體力學(xué)現(xiàn)象。如，男孩子喜歡足球、乒乓球的比較多，可以用“香蕉球”和“弧圈球”現(xiàn)象的流體力學(xué)解釋來吸引他們的注意力，還有其他的現(xiàn)象如高爾夫球表面的凹坑設(shè)計(jì)依據(jù)，飛機(jī)機(jī)翼能夠產(chǎn)生巨大升力，跑車外形設(shè)計(jì)成流線型又是什么道理等等。此外我國正在實(shí)施的“南水北調(diào)”工程同樣涉及很多流體力學(xué)相關(guān)知識(shí)，以上這些事例都是學(xué)生所非常熟悉而又在學(xué)習(xí)之前無法用理論來解釋的現(xiàn)象，很容易引起學(xué)生的注意力和想要探索的興趣。

（2）合理使用多媒體。在流體力學(xué)的教學(xué)過程中，采用多媒體有利于學(xué)生對(duì)流動(dòng)現(xiàn)象的感性認(rèn)識(shí)，加深對(duì)概念的理解，提高學(xué)習(xí)興趣。但是，采用過多或華麗的多媒體也會(huì)產(chǎn)生一些負(fù)面作用，如多媒體教學(xué)替代板書節(jié)約了時(shí)間，增加了授課容量，但相應(yīng)的講課速度也就比較快，學(xué)生不易吸收和消化，容易造成學(xué)生“跟不上”進(jìn)度，產(chǎn)生厭學(xué)情緒。因此，傳統(tǒng)板書與多媒體有機(jī)結(jié)合的教學(xué)方式可以充分利用各自的優(yōu)點(diǎn)，達(dá)到最佳教學(xué)效果。當(dāng)然，不同教學(xué)方式之間的比例分配的“度”是需要關(guān)注的問題。

2.教學(xué)內(nèi)容的選擇

“工程流體力學(xué)”課程是機(jī)械、能源、化工、動(dòng)力、建筑、生物、航天等專業(yè)的重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，這些專業(yè)具有不同的特點(diǎn)，對(duì)流體力學(xué)知識(shí)需求的側(cè)重點(diǎn)也不同。因此，教材的選取要有針對(duì)性，即根據(jù)本專業(yè)特點(diǎn)和要求、學(xué)生層次來選擇教材。此外，教師要能夠跟蹤掌握現(xiàn)階段流體力學(xué)最新的發(fā)展方向與研究成果，不斷更新和補(bǔ)充教學(xué)內(nèi)容，做到課程內(nèi)容的與時(shí)俱進(jìn)。

3.重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是“工程流體力學(xué)”課程教學(xué)必不可少的組成部分，屬于實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。通過實(shí)驗(yàn)對(duì)理論進(jìn)行驗(yàn)證，從而加深對(duì)課程基本概念和理論的理解和掌握。在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)外增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、建立開放性實(shí)驗(yàn)室，鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。

4.課程評(píng)價(jià)與考核體系

對(duì)于“工程流體力學(xué)”課程來說，學(xué)習(xí)要達(dá)到的目的是學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)對(duì)實(shí)際工程問題的進(jìn)行分析和解決的能力，而不是對(duì)課本理論知識(shí)和大量復(fù)雜公式的記憶能力。因此建立合理、公正、客觀的課程評(píng)價(jià)與考核體系非常重要。針對(duì)學(xué)生普遍存在的平時(shí)不努力、考前幾天突擊考試的現(xiàn)象，摒棄“一考定成績”的考核方式，采用靈活的、全程考核方式取得了很好的教學(xué)效果。具體做法是：提高平時(shí)成績所占最終成績權(quán)重，包括出勤率、課堂互動(dòng)和討論、小測(cè)試、作業(yè)質(zhì)量等平時(shí)學(xué)習(xí)各方面的表現(xiàn)；期末考試成績權(quán)重減少，采用閉卷方式，但考題中所涉及的公式、圖表等會(huì)在試卷中集中給出，并增加一些干擾公式進(jìn)去，既避免了學(xué)生花大量時(shí)間去記憶毫無規(guī)律可言、而又易忘的經(jīng)驗(yàn)公式，同時(shí)也達(dá)到了考核學(xué)生選取基本理論和公式去分析、解決實(shí)際問題的能力，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)目的。

第5篇：流體力學(xué)的作用范文

關(guān)鍵詞:多媒體教學(xué);工程流體力學(xué);教學(xué)效果

中圖分類號(hào):G642.0　文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A　文章編號(hào):1673-291X(2010)03-0247-01

一、前言

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展,多媒體教學(xué)已被高等院校廣泛采用,并深受廣大師生的歡迎。因此,利用多媒體教學(xué)手段開發(fā)學(xué)習(xí)資源,構(gòu)建新的教學(xué)模式,達(dá)到最佳教學(xué)效果,成為國內(nèi)外提高教學(xué)質(zhì)量、改革教學(xué)方式的重要手段。

本文通過工程流體力學(xué)教學(xué)實(shí)踐,探討多媒體教學(xué)在授課過程中產(chǎn)生的效果。提出了在工程流體力學(xué)教學(xué)活動(dòng)中將多媒體技術(shù)與傳統(tǒng)教學(xué)手段相結(jié)合,活躍課堂氣氛,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。達(dá)到優(yōu)化教學(xué)效果的目標(biāo)。

二、傳統(tǒng)教學(xué)模式的利與弊

傳統(tǒng)教學(xué)模式歷史悠久,教育理論成熟,已經(jīng)積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。在傳統(tǒng)教學(xué)中,通過教師的形象、生動(dòng)的講述,學(xué)生易于接受,師生之間可以面對(duì)面地探討疑難問題。對(duì)于工程流體力學(xué)而言,教學(xué)內(nèi)容不可避免地會(huì)涉及到數(shù)學(xué)公式的推導(dǎo),傳統(tǒng)的板書教學(xué)方式即可以留給學(xué)生更多的思考時(shí)間,同時(shí)又可以加深學(xué)生對(duì)公式推導(dǎo)過程的理解,加強(qiáng)記憶。然而傳統(tǒng)式教學(xué)主要依靠粉筆與黑板的教學(xué)條件,是以教師為主體的教學(xué)模式,從而大大降低了教學(xué)效率,也扼殺了學(xué)生個(gè)性的發(fā)揮和創(chuàng)意的產(chǎn)生。

三、多媒體教學(xué)的特點(diǎn)

多媒體教學(xué)以其鮮明的教學(xué)特點(diǎn),豐富的教學(xué)內(nèi)容,形象生動(dòng)的教學(xué)情景,在教學(xué)過程中發(fā)揮了重要的作用:

第一,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,有利于提高課堂效率。興趣是學(xué)生獲取知識(shí)、拓寬視野、豐富心理活動(dòng)最主要的推動(dòng)力。多媒體技術(shù)綜合應(yīng)用文字、圖片、動(dòng)畫和視頻等資料來進(jìn)行教學(xué)活動(dòng),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,從根本上改變了傳統(tǒng)教學(xué)模式的單調(diào)性。而且多媒體教學(xué)可以充分發(fā)揮學(xué)生聽覺、視覺等器官對(duì)信息的接收,對(duì)學(xué)生的眼、耳等器官進(jìn)行多重刺激,從而活躍學(xué)生的思維,增強(qiáng)學(xué)生記憶力,提高課堂效率。第二,直觀、易懂,有利于提高教學(xué)質(zhì)量。流體力學(xué)是從力學(xué)的觀點(diǎn)出發(fā),主要研究流體所遵循的宏觀運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及流體和周圍物體之間的相互作用規(guī)律的科學(xué),在日常生活和各種工程實(shí)際中具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,是動(dòng)力工程和流體機(jī)械專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。與固體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律相比,流體在運(yùn)動(dòng)過程中存在諸如激波、接觸面間斷、兩相流體之間相互摻混等復(fù)雜現(xiàn)象。多媒體教學(xué)手段能夠通過圖片、動(dòng)畫和視頻資料等直觀、清晰地觀看復(fù)雜的流動(dòng)現(xiàn)象,使學(xué)生較容易地掌握相關(guān)內(nèi)容,提高教學(xué)質(zhì)量。第三,增加教學(xué)容量,節(jié)約空間和時(shí)間。工程流體力學(xué)研究內(nèi)容較多,涉及范圍較廣,在有限的課時(shí)內(nèi)傳授給學(xué)生的信息量較大。傳統(tǒng)教學(xué)中知識(shí)的傳播主要靠教師的口授與黑板板書,在一定程度上限制了課堂信息的含量,多媒體教學(xué)充分地利用了電腦能夠存貯大量信息的優(yōu)勢(shì),授課的信息量明顯增多,教學(xué)內(nèi)容更加豐富,使學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)接收更多的知識(shí),開闊了學(xué)生視野,增加課堂知識(shí)的容量,提高了教學(xué)的效率。

四、多媒體教學(xué)手段與傳統(tǒng)教學(xué)方式相結(jié)合

多媒體教學(xué)的發(fā)展并不意味著摒棄一切傳統(tǒng)的教學(xué)方法和手段,而是將多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)方式相結(jié)合,揚(yáng)長避短,發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì),更好地服務(wù)于教學(xué)工作。

工程流體力學(xué)教學(xué)內(nèi)容主要包括兩大部分,理論教學(xué)和流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

工程流體力學(xué)理論教學(xué)部分包含大量流體力學(xué)的基本概念、基本方程和一些復(fù)雜的流動(dòng)現(xiàn)象。例如在教學(xué)過程中,流體靜力學(xué)基本方程的推導(dǎo)過程依然使用傳統(tǒng)教學(xué)中的板書,這樣既可以留給學(xué)生足夠的思考時(shí)間,又可以加深學(xué)生對(duì)公式推導(dǎo)過程的理解,加強(qiáng)學(xué)生的記憶能力。而對(duì)于某些基本概念和特定的流動(dòng)現(xiàn)象,可以通過多媒體教學(xué)手段,加深學(xué)生對(duì)基本概念和流動(dòng)現(xiàn)象的理解。

流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)是流體力學(xué)教學(xué)中的重要組成部分之一,貫穿于課程始終?，F(xiàn)行流體力學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)方法單一,同時(shí),還受實(shí)驗(yàn)老師較少、實(shí)驗(yàn)課時(shí)有限以及設(shè)備等多種因素的影響,學(xué)生選擇的范圍極小,在很大程度上制約了學(xué)生思考問題、分析問題、解決問題的能力,不能很好地達(dá)到流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求。然而引入多媒體教學(xué)手段以后,學(xué)生可以靈活地改變實(shí)驗(yàn)條件,演示各種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

參考文獻(xiàn):

第6篇：流體力學(xué)的作用范文

[論文摘要]結(jié)合學(xué)習(xí)主體所處的時(shí)代環(huán)境變化和流體力學(xué)知識(shí)體系的學(xué)科跨度大以及對(duì)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)要求很高的特點(diǎn)，分析了流體力學(xué)教學(xué)中存在的問題和難點(diǎn)，提出大量采用實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ秃蛯?shí)例教學(xué)以加強(qiáng)流體流動(dòng)現(xiàn)象的觀察理解對(duì)提高流體力學(xué)教學(xué)效果的必要性和重要性。 

 

前言 

流體無固定形狀，即使受到的剪切力再小，只要持續(xù)存在，其變形便會(huì)隨時(shí)間持續(xù)增大，不像固體那樣，一定的受力只能產(chǎn)生一定的變形。流體力學(xué)的基本理論非常嚴(yán)密，描述流體流動(dòng)現(xiàn)象的數(shù)學(xué)方程非常復(fù)雜，高度非線性[1]，因此學(xué)生對(duì)流體力學(xué)敬而遠(yuǎn)之的現(xiàn)象比較嚴(yán)重。此外由于因特網(wǎng)及電子計(jì)算機(jī)的普及，各種虛擬現(xiàn)象泛濫，在這樣的環(huán)境下成長的學(xué)生接觸和感受實(shí)際發(fā)生的各種流體流動(dòng)現(xiàn)象的機(jī)會(huì)大大減少，對(duì)自然現(xiàn)象的觀察和理解能力很弱。很多學(xué)生在接受流體力學(xué)教育之前所受的應(yīng)試教育的影響下[2]，學(xué)習(xí)只是為了在短時(shí)間內(nèi)對(duì)給出的試題做出接近正解的答案獲得高分，這種教育具有多大的意義，近年來許多學(xué)者從教育學(xué)的角度提出了疑問[2]。只有直面實(shí)際的流體流動(dòng)現(xiàn)象，抓住問題的本質(zhì)，才能誕生真正的學(xué)問和研究。筆者基于對(duì)本科和研究生的流體學(xué)教學(xué)中存在的難點(diǎn)和問題，指出了重視流體流動(dòng)現(xiàn)象的觀察和理解對(duì)提高流體力學(xué)的教學(xué)效果的必要性和重要性。 

 

一、流體力學(xué)教學(xué)面臨的問題 

 

（一）新形勢(shì)下學(xué)生所處的社會(huì)環(huán)境變化 

學(xué)生從小利用電腦打電子游戲的玩耍時(shí)間和機(jī)會(huì)大大超過了自己親自動(dòng)手制作道具及模型的體感玩耍時(shí)間，通過體感玩耍接觸和觀察自然現(xiàn)象的機(jī)會(huì)大大減少。 

因特網(wǎng)的普及使得在短時(shí)間內(nèi)獲得大量的信息或?qū)崟r(shí)獲得信息成為可能，近年來出現(xiàn)學(xué)生過度依賴因特網(wǎng)的傾向，疏遠(yuǎn)了紙質(zhì)圖書及相關(guān)文獻(xiàn)這些知識(shí)比較系統(tǒng)邏輯性也有保證的傳統(tǒng)信息載體。但因特網(wǎng)上除了正確的信息外，還有很多不準(zhǔn)確甚至錯(cuò)誤的信息，即使是正確的信息，各信息段之間也缺乏系統(tǒng)性，因此學(xué)生僅通過因特網(wǎng)難以建立系統(tǒng)的知識(shí)體系的。 

手機(jī)在學(xué)生中的普及也使得學(xué)生們?cè)趯?shí)際問題時(shí)，不是自己獨(dú)立分析問題，找出問題發(fā)生的原因，而是直接利用手機(jī)詢問他人求得答案，這樣很難培養(yǎng)獨(dú)立制定計(jì)劃，對(duì)可能事態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)，獨(dú)立進(jìn)行解決問題的能力。這恰恰是對(duì)一個(gè)未來走向社會(huì)成為一個(gè)優(yōu)秀的技術(shù)人員的必經(jīng)的磨礪之道。 

（二）流體力學(xué)教學(xué)面臨的問題 

流體流動(dòng)的力學(xué)模型及其運(yùn)動(dòng)的物理意義難以理解[3]。流體粘性產(chǎn)生的模型與牛頓粘性定律之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系就是最好的一個(gè)例證。大多數(shù)學(xué)生雖然能夠使用牛頓粘性定律進(jìn)行計(jì)算，但對(duì)運(yùn)動(dòng)的流體為何會(huì)產(chǎn)生粘性卻不能正確的理解。的確，對(duì)于涉及到流體力學(xué)的某些技術(shù)或產(chǎn)品設(shè)計(jì)，只要懂得一定的計(jì)算即可，但是對(duì)于開發(fā)和設(shè)計(jì)全新的產(chǎn)品，如不能準(zhǔn)確把握所涉及到的相關(guān)流體流動(dòng)的物理本質(zhì)，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生完全錯(cuò)誤的設(shè)計(jì)結(jié)果。 

流體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)繁多，流體力學(xué)融合領(lǐng)域廣，要求學(xué)生掌握更多的學(xué)科預(yù)備知識(shí)，尤其對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的要求更高，使部分學(xué)生覺得流體力學(xué)是難以接近的一門課。同一流動(dòng)現(xiàn)象常?？梢詮亩鄠€(gè)角度進(jìn)行解釋，容易使學(xué)生產(chǎn)生混亂。比如對(duì)翼型的流體力學(xué)工作原理，可以從流體流動(dòng)的動(dòng)量變化、伯努利方程、壓力積分、流線的曲率變化等幾個(gè)方面進(jìn)行解釋，解釋方法之多反而會(huì)使學(xué)生產(chǎn)生混亂，但每一種解釋方法都是正確的，解釋的都是一個(gè)本質(zhì)，只有完全理解各種解釋方法所依據(jù)的理論，才可以解除認(rèn)識(shí)上的混亂，將學(xué)到的知識(shí)條理化、系統(tǒng)化。 

描述流體流動(dòng)的數(shù)學(xué)方程高度非線性化，數(shù)學(xué)上求解比較困難。描述流體流動(dòng)的納維斯方程和能量方程是否可以求解以及數(shù)學(xué)解的唯一性的證明需要微分方程、偏微分方程、多元積分等很深的數(shù)學(xué)功底，但近年來學(xué)生的數(shù)學(xué)和力學(xué)基礎(chǔ)存在下降的趨勢(shì)。 

學(xué)生在進(jìn)入大學(xué)前所接受的應(yīng)試教育的影響很大，以考試成績自評(píng)學(xué)習(xí)效果的認(rèn)識(shí)根深蒂固[4]。實(shí)際的流體流動(dòng)現(xiàn)象往往沒有單純的標(biāo)準(zhǔn)答案，有時(shí)甚至存在多個(gè)解，重要的是抓住流動(dòng)現(xiàn)象的物理本質(zhì)，系統(tǒng)的理解流體力學(xué)的基本原理。 

二、教學(xué)方法對(duì)應(yīng) 

 

解決上述問題的根本方法，筆者認(rèn)為只有從流體力學(xué)教學(xué)上，直面涉及流體的各種現(xiàn)象，使學(xué)生準(zhǔn)確的把握物理本質(zhì)。為此在流體力學(xué)課堂上，廣泛采用流體模型教學(xué)和實(shí)例教學(xué)，增加學(xué)生觀察理解各種流動(dòng)現(xiàn)象的機(jī)會(huì)，喚起他們對(duì)本門課的興趣的同時(shí)，讓他們形成為探究流動(dòng)現(xiàn)象背后的物理本質(zhì)進(jìn)行思考的習(xí)慣，這對(duì)解決流體力學(xué)教學(xué)所面臨的問題至關(guān)重要。 

使用電吹風(fēng)斜向上吹一個(gè)讓學(xué)生事先準(zhǔn)備好的氣球模型，沒經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生會(huì)意外的發(fā)現(xiàn)氣球會(huì)向斜上方飄起。這一流體流動(dòng)現(xiàn)象可從風(fēng)從氣球上部通過時(shí)，由于氣球表面的影響風(fēng)的流向會(huì)產(chǎn)生變化，也就是流線產(chǎn)生彎曲，根據(jù)風(fēng)的動(dòng)量變化必然產(chǎn)生使得氣球浮起的升力得到解釋，還可以從物體繞流邊界層效應(yīng)得到解釋。從這一簡單的模型教學(xué)，還可以解釋飛機(jī)的機(jī)翼通過改變空氣的流向進(jìn)而獲得升力的流體力學(xué)上的工作原理。 

在一個(gè)裝滿水的塑料瓶內(nèi)分別放入密度大于水和小于水的鋼球和泡沫小球，然后放在一個(gè)可移動(dòng)桌面上，使桌面等直線加速運(yùn)動(dòng)，可發(fā)現(xiàn)鋼球運(yùn)動(dòng)較慢留在瓶底，而泡沫球運(yùn)動(dòng)較快停在瓶嘴附近。觀察這一個(gè)現(xiàn)象引導(dǎo)學(xué)生：泡沫球運(yùn)動(dòng)得較快是因?yàn)榈燃铀龠\(yùn)動(dòng)瓶內(nèi)流體的靜壓在運(yùn)動(dòng)方向上遞減形成壓力梯度，小球的前進(jìn)方向的壓力大于等加速運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的慣性力，因此小球相對(duì)于塑料瓶向前運(yùn)動(dòng)；而作用于鋼球的前進(jìn)方向的靜壓力雖然與泡沫小球相同，但慣性力大于前進(jìn)方向的靜壓力，因此鋼球相對(duì)于塑料瓶向后移動(dòng)。這一模型教學(xué)比一般教科書上關(guān)于流體等加速直線運(yùn)動(dòng)流體的靜壓分布的例題更容易使學(xué)生抓住問題本質(zhì)，且能培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考之習(xí)慣，使學(xué)生體會(huì)到透過流體流動(dòng)現(xiàn)象來正確觀察和理解把握流體力學(xué)基本規(guī)律的樂趣。 

經(jīng)常使用立式洗衣機(jī)的人都知道，洗完衣服后，衣兜總要被翻過來，假如原來兜里裝有硬幣等硬物，也會(huì)被掏出來[5]。把這個(gè)實(shí)例在課堂上講出后，學(xué)生們甚有興趣，追問其中的奧秘，當(dāng)教師根據(jù)伯努利定律做出解釋并介紹伯努利這位集物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家、力學(xué)家及醫(yī)學(xué)家于一身的瑞士的大科學(xué)家的基本情況后，學(xué)生們頓時(shí)對(duì)這位科學(xué)家充滿了崇敬之情，通過大量這種實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ图皩?shí)例教學(xué)，學(xué)生們對(duì)學(xué)習(xí)流體力學(xué)這門課更有了興趣和信心，教學(xué)效果的提高自不待言。 

 

三、結(jié)語 

本文詳盡的分析了計(jì)算機(jī)、因特網(wǎng)、手機(jī)等現(xiàn)代化通訊工具普及后對(duì)學(xué)生產(chǎn)生的影響，由于流體力學(xué)課程知識(shí)體系的特點(diǎn)，這種影響產(chǎn)生的負(fù)面問題很多，尤其是教授成長在應(yīng)試教育體制下走入大學(xué)的學(xué)生，更需要轉(zhuǎn)換認(rèn)識(shí)，改變教學(xué)觀念，在課堂教學(xué)中廣泛植入實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ徒虒W(xué)和實(shí)例教學(xué)，讓學(xué)生直面實(shí)際存在的各種流體流動(dòng)現(xiàn)象，通過實(shí)際的流體流動(dòng)現(xiàn)象的觀察和理解，達(dá)到生動(dòng)及形象的把握這些流動(dòng)現(xiàn)象背后的流體力學(xué)的基本定理，有效提升教學(xué)效果的同時(shí)，通過簡單實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷闹谱鬟€可提高學(xué)生的動(dòng)手能力，這對(duì)學(xué)生走向社會(huì)成為一個(gè)具有創(chuàng)造性思維能力、獨(dú)立思考的優(yōu)秀技術(shù)人員也是一個(gè)必不可少的雛形磨礪。 

 

[參考文獻(xiàn)] 

[1]黃衛(wèi)星.工程流體力學(xué)[m].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2008. 

[2]李丹,楊斯瑞.應(yīng)試教育與創(chuàng)造性人才的培養(yǎng)[j].繼續(xù)教育研究, 2009, 25(2): 180-185 

[3]向文英,程光均.流體力學(xué)教學(xué)與實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新[j].重慶大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版),2003,18(4): 21-26. 

第7篇：流體力學(xué)的作用范文

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(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：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(rèn)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(bào)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(dòng)而有興趣地去學(xué)習(xí)。為了幫助學(xué)生克服畏難情緒，對(duì)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(yàn)。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(qiáng)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(diǎn)名相互認(rèn)識(shí)，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(shí)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(jì)律要求、作業(yè)和實(shí)驗(yàn)報(bào)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(shí)，及其解決問題的基本方法和基本實(shí)驗(yàn)技能。強(qiáng)調(diào)“基本”的含義，因?yàn)槭鞘状谓佑|本課程，系統(tǒng)介紹流體力學(xué)知識(shí)，對(duì)大家的要求是“基本”的，同時(shí)也強(qiáng)調(diào)僅這些即將學(xué)的基本知識(shí)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(jì)律要求。出席和上課紀(jì)律應(yīng)該遵守學(xué)校規(guī)定，但是考慮到學(xué)生個(gè)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(shí)驗(yàn)報(bào)告要求。作業(yè)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告會(huì)出現(xiàn)抄襲現(xiàn)象，回避是沒有用的，所以上課時(shí)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(shí)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(píng)出成績。并計(jì)算出考核通過的最低考試成績。同時(shí)強(qiáng)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(huì)盲目認(rèn)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(huì)因?yàn)榕琶傇诤竺?，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(diǎn)、研究方法、解題步驟、學(xué)習(xí)方法和大學(xué)生認(rèn)知階段，等等方面。重點(diǎn)講前三點(diǎn)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(duì)象為流體，此時(shí)雖然沒有講流體的定義，但是還是提出請(qǐng)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(shí)的學(xué)習(xí)。學(xué)生說對(duì)了予以肯定。學(xué)生會(huì)將多相流和塑性物質(zhì)列進(jìn)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(bǔ)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(shí)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(yùn)動(dòng)遵循流體力學(xué)規(guī)律，以及當(dāng)車流量和人流量很大時(shí)，被稱為交通流，猶如流體流動(dòng)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(dòng)現(xiàn)象用來形象化的闡述流體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，幫助學(xué)生理解抽象的流體運(yùn)動(dòng)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(shí)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(shí)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(shí)與生活結(jié)合起來，既能幫助理解所學(xué)知識(shí)，又能將知識(shí)應(yīng)用起來，提高學(xué)習(xí)興趣。②流體力學(xué)課程特點(diǎn)。流體力學(xué)課程的特點(diǎn)主要講三點(diǎn)，一是一門技術(shù)（專業(yè)）基礎(chǔ)性課程；二是用場(chǎng)的觀點(diǎn)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(shí)踐中抽象出來，再應(yīng)用到實(shí)踐中去；所以課程知識(shí)可用于解決工程實(shí)際問題。用場(chǎng)的觀點(diǎn)研究問題。首先提問，說到“場(chǎng)”大家會(huì)想到什么？有的同學(xué)很高端大氣上檔次地回答重力場(chǎng)、電場(chǎng)、磁場(chǎng)，那我繼續(xù)問還有呢？有的學(xué)生開玩笑說操場(chǎng)，好像在說操場(chǎng)不夠檔次、不夠科學(xué)。而我肯定“操場(chǎng)”，因?yàn)槭窍嗤摹皥?chǎng)”字嘛，而且還有工場(chǎng)、商場(chǎng)、廣場(chǎng)等。然后引導(dǎo)學(xué)生思考，既然用相同的“場(chǎng)”字，其中必有共同點(diǎn)，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(chǎng)”，概念很容易就被理解了。同時(shí)還讓學(xué)生意識(shí)到科學(xué)不是高不可攀的，做科學(xué)時(shí)不要端起架子，它是很貼近生活的。流場(chǎng)的概念出來了，但是其空間的大小呢？這個(gè)問題也必須解釋清楚。首先提出兩個(gè)問題讓學(xué)生思考：海洋是海水占據(jù)的空間，是一個(gè)流場(chǎng)嗎？大氣層是空氣占據(jù)的空間，是一個(gè)流場(chǎng)嗎？其實(shí)流場(chǎng)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(chǎng)就是教室內(nèi)空氣占據(jù)的空間；如果要預(yù)報(bào)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(chǎng)；如果想了解南海海洋環(huán)流、潮汐流動(dòng)等，南海海水占據(jù)的空間就是要求解的流場(chǎng)。將抽象概念與實(shí)際結(jié)合，在易于理解的同時(shí)，引起學(xué)習(xí)興趣。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步與物理量場(chǎng)聯(lián)系起來，流場(chǎng)中的物理量，比如速度，是時(shí)間和空間函數(shù)，被稱為速度場(chǎng)，還有壓力場(chǎng)，等等。場(chǎng)是具有連續(xù)無窮維自由度的系統(tǒng)，那么流場(chǎng)的速度場(chǎng)、壓力場(chǎng)，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?yàn)樵谝郧暗膶W(xué)習(xí)過程中鮮有接觸與流體力學(xué)有關(guān)的知識(shí)，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(diǎn)的概念與以前物理中所學(xué)的質(zhì)點(diǎn)概念是很一致的；多的公式其實(shí)是質(zhì)量守恒定律、牛頓定律、能量守恒定律、動(dòng)量定理，等等在流體力學(xué)中的表達(dá)形式，比如連續(xù)性方程是質(zhì)量守恒定律的表達(dá)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(yùn)動(dòng)定律的表現(xiàn)形式，動(dòng)量方程是動(dòng)量定理的表達(dá)，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(gè)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(shí)驗(yàn)方法和數(shù)值計(jì)算方法。本課程主要介紹解析方法，有一章是專門介紹實(shí)驗(yàn)研究方法的，而數(shù)值計(jì)算方法本課程幾乎不涉及，由計(jì)算流體力學(xué)講解。并強(qiáng)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(dòng)？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(duì)整個(gè)課程的要求、特點(diǎn)、內(nèi)容有一個(gè)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(zhǔn)備。第一次課，如果是一個(gè)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(huì)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(shí)，并能夠在工作中活學(xué)活用。

參考文獻(xiàn)：

[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.

第8篇：流體力學(xué)的作用范文

關(guān)鍵詞：流體力學(xué)；教學(xué)改革；現(xiàn)狀；思考

中圖分類號(hào)：G640 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-2851（2013）-01-0148-01

流體力學(xué)是土建類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，也是全國勘察設(shè)計(jì)注冊(cè)工程師基礎(chǔ)考試必考科目。流體力學(xué)作為力學(xué)的一個(gè)重要分支，主要研究流體在靜止或運(yùn)動(dòng)時(shí)所遵循的基本規(guī)律及其在工程中的應(yīng)用，是高等學(xué)校眾多工科專業(yè)的必修課。流體力學(xué)也是一門理論性和工程實(shí)際意義都較強(qiáng)的課程，具有理論不易掌握、概念和方程較多且易混淆、對(duì)學(xué)生高等數(shù)學(xué)知識(shí)及綜合分析和處理問題能力要求較高等特點(diǎn)，與枯燥、繁多的理論以及教學(xué)時(shí)數(shù)的減少形成了尖銳的矛盾。因此，尋求一種新的有效的教學(xué)手段，視聽結(jié)合，充分發(fā)揮多媒體教學(xué)的優(yōu)越性，加大課堂教學(xué)的信息密度和知識(shí)密度，拓寬課堂教學(xué)的新思路成為必然。

一、流體力學(xué)課多媒體教學(xué)現(xiàn)狀

根據(jù)在流體力學(xué)教學(xué)中應(yīng)用多媒體課件的情況來看，多媒體課件的應(yīng)用使單位時(shí)間內(nèi)教學(xué)內(nèi)容大為增加得到公認(rèn)，但對(duì)教學(xué)效果的看法反映并不一致。為了解使用多媒體課件的教學(xué)效果，我們兩次發(fā)出不記名問卷。其中一次讓學(xué)生給打分，30名同學(xué)中認(rèn)為現(xiàn)在使用的流體力學(xué)多媒體課件有較大幫助和有所幫助的各有10名，合計(jì)占67%。經(jīng)討論分析，多媒體課件之所以會(huì)出現(xiàn)授課效果不佳的情況，主要是因?yàn)樵谡n件的制作和使用的過程中，存在如下這些“問題”：

1.原有課件的制作和應(yīng)用沒有充分體現(xiàn)以學(xué)生為主體，只是將教師從粉筆、黑板中解放出來。有些章節(jié)內(nèi)容單調(diào)甚至照抄課本內(nèi)容，成了文本教材的電子化；有些則忽略了教學(xué)內(nèi)容的連貫性和邏輯性。

2.多媒體課件中，圖片、動(dòng)畫的選擇不符合整體教學(xué)的安排。要么簡單拼湊，造成課件的形式缺乏多樣性；要么將簡單的問題復(fù)雜化，缺乏合理的思路，其結(jié)果是大量的圖片分散了學(xué)生的注意力，浪費(fèi)了時(shí)間，造成教學(xué)質(zhì)量下降。

3.課件包含知識(shí)過多，文字描述繁瑣。為了讓學(xué)生能夠在有限的課時(shí)內(nèi)學(xué)到更多的知識(shí)，教師過于擴(kuò)大多媒體課件的知識(shí)量，造成了屏幕上顯示的內(nèi)容過多、講解時(shí)屏幕翻滾過快，學(xué)生對(duì)教師所講授的內(nèi)容沒有留下印象，也不知道大量的知識(shí)點(diǎn)該從何處著手記錄，導(dǎo)致學(xué)生不容易跟上教師的思路，不易復(fù)習(xí)。

4.課件內(nèi)容“乏味”，不能吸引學(xué)生注意力。部分課件內(nèi)容陳舊，有些內(nèi)容與講課內(nèi)容結(jié)合不緊密，還有一些音像不夠清晰，影響視聽效果。

二、課程多媒體教學(xué)改革的思考

1.總方案設(shè)計(jì)。通過問卷調(diào)查及調(diào)研等方法，對(duì)流體力學(xué)多媒體教學(xué)的需求性、優(yōu)缺點(diǎn)、教學(xué)效果等方面進(jìn)行全面分析。調(diào)查研究存在于各個(gè)主要教學(xué)環(huán)節(jié)中的問題，并進(jìn)行匯總分析，以確定出總體方案。

2.教學(xué)設(shè)計(jì)。根據(jù)《流體力學(xué)》教學(xué)目標(biāo)，對(duì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)過程等方面進(jìn)行安排，建立課程層次結(jié)構(gòu)。多媒體課件內(nèi)容的選取要以教材為藍(lán)本，從實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)、完成教學(xué)任務(wù)的需要出發(fā)，但又不能為課本所束縛，要充分增加課件的含金量。一個(gè)優(yōu)秀的課件不能只是教材的幻燈片演示，而應(yīng)該增加它的生動(dòng)直觀的作用，因此教材內(nèi)容的選取很關(guān)鍵。隨著對(duì)課件制作認(rèn)識(shí)的提高，我們做課件的每一部分時(shí)，都應(yīng)該做到心中有數(shù)，對(duì)于每一頁面的制作都要做到精益求精，這樣做出的課件才能流暢的運(yùn)行。

3.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)合理的流程，使教學(xué)內(nèi)容通過多媒體課件的方式表現(xiàn)出來。多媒體教學(xué)擺脫了黑板加粉筆的呆板表現(xiàn)形式，依賴于大量的多媒體素材，把以往受時(shí)間和空間限制的內(nèi)容搬進(jìn)課堂，體現(xiàn)了其特有的優(yōu)勢(shì)。素材的選取依授課內(nèi)容而決定。制作課件時(shí)，老師本身就是一名導(dǎo)演，怎樣把“演員”（即素材）放到適合的位置，并使它表演得出色，全部依賴于導(dǎo)演的水平。因此教師要吃透教學(xué)內(nèi)容，在參透文字稿本的基礎(chǔ)上，反復(fù)構(gòu)思，進(jìn)行創(chuàng)作，設(shè)計(jì)出符合教學(xué)的課件來。

4.版面設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)技術(shù)性、藝術(shù)性以及應(yīng)用性良好的版面，提高課件的教學(xué)效果。課件制作過程要求熟悉電腦的基本操作、掌握相關(guān)軟件的使用方法。做課件并不是說我只要掌握了課件制作軟件的使用就可以了，它需要多種軟件協(xié)同工作，比如圖像制作、聲音錄制、文字編輯、動(dòng)畫制作等等，所以要求我們平時(shí)注意多學(xué)一些操作方法，或在計(jì)算機(jī)專業(yè)人員的配合下共同完成課件的制作，以使課件不僅具有教學(xué)內(nèi)容的教育性、科學(xué)性，而且要有課件的技術(shù)性，藝術(shù)性。

5.收集使用反饋意見。為保證課件的正常使用，還需要多次測(cè)試，以便能夠發(fā)現(xiàn)課件在運(yùn)行當(dāng)中存在的問題，及時(shí)修改，不斷完善。一個(gè)課件的好與壞，只有通過實(shí)踐才能真正得出結(jié)論。課件制作完成后，應(yīng)用于課堂教學(xué)，然后根據(jù)學(xué)生的反饋信息，再將課件加以修改，從而使其達(dá)到最優(yōu)。如果制作的課件引不起學(xué)生的興趣，在課堂上起不到應(yīng)有的效果，那么這樣的課件無疑是失敗的。因此還需要不斷地對(duì)課件進(jìn)行修改、完善與升級(jí)，使之更加適合教學(xué)的要求。

根據(jù)《流體力學(xué)》課程教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)，精心設(shè)計(jì)、制作多媒體素材，集圖、文、聲、像的綜合表現(xiàn)功能，融教育性、科學(xué)性、藝術(shù)性、技術(shù)性于一體的課件，可以有效調(diào)動(dòng)和發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)造性，最大限度地發(fā)揮學(xué)生的潛能，強(qiáng)化教學(xué)效果，提高教學(xué)質(zhì)量，從而促進(jìn)大學(xué)生對(duì)流體力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握和應(yīng)用，并提高利用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。

參考文獻(xiàn)

第9篇：流體力學(xué)的作用范文

[論文摘要]論文結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，提出了以傳統(tǒng)教學(xué)模式為主、以現(xiàn)代化教學(xué)手段為輔的教學(xué)方法。結(jié)合實(shí)例講清楚基本概念，夠用為度重點(diǎn)突出理論公式的應(yīng)用是常規(guī)教學(xué)應(yīng)遵循的模式，并與多媒體輔助教學(xué)手段有機(jī)地結(jié)合起來，力求課堂教學(xué)的形式和方法多樣化，既能保證課堂信息量大，又能避免單純多媒體授課的不足，達(dá)到提高教學(xué)效果、提升教學(xué)質(zhì)量的目的。

一、前言

《流體力學(xué)》是研究流體所遵循的宏觀運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及流體和周圍物體之間的相互作用規(guī)律的科學(xué)，它建立在現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)、實(shí)驗(yàn)室模擬、經(jīng)典理論分析、數(shù)值計(jì)算基礎(chǔ)上，具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚撔浴⒃淼某橄笮?、概念多、方程推?dǎo)繁雜等特點(diǎn)，對(duì)學(xué)生具備高等數(shù)學(xué)知識(shí)及綜合分析與處理問題能力的要求較高，因而大部分學(xué)生覺得該課程抽象、枯燥、難懂，普遍缺乏對(duì)流體力學(xué)理論的感性認(rèn)識(shí)，都有某種程度的畏懼感，導(dǎo)致教師難教、學(xué)生難懂成為較普遍的現(xiàn)象。

我校機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化、過程裝備與控制工程、土木工程、安全工程、采礦工程、環(huán)境工程、礦物加工工程、建筑環(huán)境與設(shè)備工程、工程力學(xué)等專業(yè)的學(xué)生都須具備不同程度的流體力學(xué)知識(shí)和技能，它是各專業(yè)后續(xù)課程如：液壓傳動(dòng)、水力學(xué)、流體機(jī)械、空氣調(diào)節(jié)、傳熱學(xué)等課程的基礎(chǔ)。

為此，作者通過教學(xué)實(shí)踐，就多樣化的教學(xué)方法、更新的教學(xué)內(nèi)容、引入高科技的教學(xué)手段等方面進(jìn)行探討，以期提高《流體力學(xué)》的教學(xué)質(zhì)量。

二、以傳統(tǒng)課堂教學(xué)為主

《流體力學(xué)》的課程體系分為基本理論、基本應(yīng)用和專門課題三大知識(shí)模塊，它要求學(xué)生具備扎實(shí)的微積分知識(shí)、力學(xué)知識(shí)等。學(xué)生在接觸流體力學(xué)課程伊始，對(duì)抽象的理論理解速度慢，對(duì)枯燥的公式及其推導(dǎo)過程容易厭煩，因而《流體力學(xué)》的教學(xué)應(yīng)該以傳統(tǒng)教學(xué)方法為主。因?yàn)樵趥鹘y(tǒng)的課堂教學(xué)中，學(xué)生獲取知識(shí)主要是聽教師講課，通過板書教師細(xì)致耐心地闡述概念、推導(dǎo)公式、突出重點(diǎn)、強(qiáng)調(diào)難點(diǎn)，以學(xué)生容易接受的講課速度，留給學(xué)生更多的思考和消化的時(shí)間，再配合上教師的表情、手勢(shì)、師生之間的互動(dòng)，會(huì)達(dá)到很好的教學(xué)效果。

(一)結(jié)合實(shí)例，講清楚基本概念

流體力學(xué)的概念多、現(xiàn)象多，且很多概念和現(xiàn)象比較抽象，難以理解，諸如：拉格朗日法、歐拉法、流線、跡線、邊界層等。因而利用身邊的實(shí)例對(duì)這些抽象的概念進(jìn)行講解，例如在講授描述流體運(yùn)動(dòng)的兩種方法——拉格朗日法和歐拉法時(shí)，學(xué)生們很難理解。為了將概念通俗化，上課時(shí)筆者以城市公共交通部門統(tǒng)計(jì)客運(yùn)量所采用兩種方法為例：①在每一輛公交車上安排記錄員，記錄每輛車在不同時(shí)刻（站點(diǎn)）上下車人數(shù)，此法類似于拉格朗日法的質(zhì)點(diǎn)跟蹤，它與跡線的定義對(duì)應(yīng)；②在每一公交站點(diǎn)安排記錄員，記錄不同時(shí)刻經(jīng)過該站點(diǎn)車輛的上下車人數(shù)，此法等同于歐拉法，與流線的定義對(duì)應(yīng)。

在講解伯努利方程原理的時(shí)候，例舉1912年“豪克”號(hào)鐵甲巡洋艦與同行疾駛“奧林匹克”號(hào)遠(yuǎn)洋輪相撞的船吸現(xiàn)象，讓學(xué)生清楚掌握流體的壓強(qiáng)與它的流速有關(guān)，流速越大，壓強(qiáng)越??；反之亦然。

概念是公式推演的基石，沒有準(zhǔn)確的概念，后續(xù)的公式推演幾乎難以為繼，清晰的概念會(huì)使公式的講解和推演變得更加簡易。利用淺顯易懂的生活實(shí)例來闡述抽象的概念及其之間的內(nèi)部聯(lián)系和區(qū)別，教師易教、學(xué)生易懂，將會(huì)達(dá)到事半功倍的效果。

（二）以用為度，重點(diǎn)突出理論公式的應(yīng)用

伯努利方程是能量守恒定律在流體力學(xué)中的具體應(yīng)用，是流體靜力學(xué)和流體動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)，始終貫穿著整篇教材。在講解該理論公式的時(shí)候，先從容易理解的靜力學(xué)平衡微分方程推導(dǎo)開始，強(qiáng)調(diào)公式所依據(jù)的原理是牛頓第二定律，假設(shè)條件是平衡、理想、靜止的流體，重點(diǎn)引導(dǎo)學(xué)生如何理解公式各項(xiàng)的幾何意義和物理含義，掌握公式的實(shí)際應(yīng)用。這樣學(xué)習(xí)到后面的動(dòng)力學(xué)伯努利方程時(shí)，先易后難、循序漸進(jìn)，學(xué)生就覺得不會(huì)那么深?yuàn)W。在講解相對(duì)平衡的流體壓強(qiáng)分布規(guī)律時(shí)，就要求學(xué)生必須掌握推導(dǎo)過程，因?yàn)樗诮鉀Q一般平衡流體內(nèi)部的壓強(qiáng)分布規(guī)律及其對(duì)固體壁面的作用力問題時(shí)非常重要。而對(duì)于連續(xù)性方程和動(dòng)量方程的學(xué)習(xí)，只強(qiáng)調(diào)記住結(jié)論和理解公式中各個(gè)物理量的含義。這樣做，有效地避免了大量公式繁瑣的推導(dǎo)給學(xué)生帶來的畏難情緒，也能夠做到以用為度、重點(diǎn)突出。

不可否認(rèn)，依靠粉筆與黑板的教學(xué)條件、以教師為主體的傳統(tǒng)教學(xué)模式，教學(xué)形式單一，教學(xué)手段不先進(jìn)，教學(xué)效率不高，適應(yīng)不了課程教學(xué)學(xué)時(shí)少、受教育學(xué)生數(shù)增加的情況。

三、以現(xiàn)代化的教學(xué)手段為輔

當(dāng)前以計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)為主的現(xiàn)代化教學(xué)手段已經(jīng)普遍地應(yīng)用于高校的教學(xué)中。制作教學(xué)用的視頻、多媒體軟件、電子課件等素材，作為課堂教學(xué)有力的輔助教學(xué)手段，可以在有限的時(shí)間內(nèi)，利用圖文并茂的信息傳播方式，將課程內(nèi)容及有關(guān)背景資料以影像、圖片等形式，直觀地傳播給學(xué)習(xí)者，將流體力學(xué)中抽象的概念和理論具體化、形象化，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，使得學(xué)生能夠從感性認(rèn)識(shí)開始，逐步上升到理性認(rèn)識(shí)，進(jìn)而能夠達(dá)到運(yùn)用知識(shí)解決問題的能力。

結(jié)合流體力學(xué)精品課程的建設(shè)，教學(xué)團(tuán)隊(duì)制作了流體力學(xué)多媒體電子教案，并在教學(xué)過程中不斷完善，逐步取得了良好的教學(xué)效果。在設(shè)計(jì)與制作多媒體課件時(shí)，遵循課堂教學(xué)的基本規(guī)律，既發(fā)揮傳統(tǒng)板書教學(xué)中容易帶動(dòng)學(xué)生思路、逐條在黑板上書寫的特點(diǎn)，在課件制作中根據(jù)講解的進(jìn)度逐條展現(xiàn)公式條目等內(nèi)容，同時(shí)又將難以理解、難以用語言描述的拉格朗日法和歐拉法、流線、邊界層和紊流等抽象概念和流動(dòng)現(xiàn)象，以多媒體的方式在課堂上直觀地呈現(xiàn)出來，幫助學(xué)生建立清晰的印象。教學(xué)團(tuán)隊(duì)收集、制作了大量的多媒體素材，例如在講解雷諾判據(jù)的時(shí)候，制作了雷諾實(shí)驗(yàn)的FLIASH素材，以動(dòng)畫的形式向?qū)W生展示了流體流動(dòng)的兩種不同狀態(tài)，以及流態(tài)判據(jù)—雷諾數(shù)與流動(dòng)速度、管徑、流體種類有關(guān)系。運(yùn)用多媒體輔助手段表達(dá)后，能夠幫助學(xué)生很好地理解課程的重、難點(diǎn)，提高教學(xué)效率。利用多媒體技術(shù)，還可以制作需占用大量時(shí)間板書和不易通過板書表述的內(nèi)容，提高了教學(xué)效率。

多媒體教學(xué)的內(nèi)容一定要做到提綱挈領(lǐng)、重點(diǎn)突出，有所為有所不為。多媒體技術(shù)沒有好壞之分，只有合理使用與不當(dāng)使用之別。但是實(shí)踐應(yīng)用中，發(fā)現(xiàn)有的教師完全拋棄以往的黑板式教學(xué)模式，離開多媒體手段就上不了課；有的教師將教材內(nèi)容全部照搬到了課件中，自己就成了的幻燈片放映員，“照機(jī)宣科”；有的教師制作的多媒體課件過分追求課件的美觀性，界面過于華麗，淡化了教學(xué)重點(diǎn)；也有的教師忽略學(xué)生對(duì)課件內(nèi)容理解消化的時(shí)間，致使學(xué)生的思維跟不上教師講解的速度，降低了教學(xué)效果。上述現(xiàn)象將會(huì)造成一種新形式的“滿堂灌”，只不過是由“人灌”變成“機(jī)灌”而已。

四、總結(jié)

流體力學(xué)作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，其重要性不言而喻。傳統(tǒng)教學(xué)模式能夠?qū)⑶昂笾R(shí)貫通，突出重點(diǎn)，化煩就簡、引入實(shí)例形象闡述概念原理，促進(jìn)知識(shí)的系統(tǒng)化進(jìn)程；多媒體教學(xué)能將難于理解的知識(shí)通過圖文、音像生動(dòng)地顯現(xiàn)出來，幫助學(xué)生理解性記憶。借助于先進(jìn)的教學(xué)手段，將多媒體輔助教學(xué)手段與傳統(tǒng)教學(xué)方法有機(jī)地結(jié)合起來，力求課堂教學(xué)的形式和方法多樣化，既能保證課堂信息量大，又能避免單純多媒體授課的不足，才能提高教學(xué)效果、提升教學(xué)質(zhì)量。以上是筆者在流體力學(xué)教學(xué)實(shí)踐中的體會(huì)，愿與同行共同切磋。

基金項(xiàng)目：2009年安徽省教育廳《流體力學(xué)》精品課程

[參考文獻(xiàn)]

[1]許賢良，王傳禮，張軍等．流體力學(xué)[M]．北京:國防工業(yè)出版社，2006．