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流體力學的發展范文1
中圖分類號TP31 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2012）73-0209-01
0引言
隨著國民經濟的的不斷進步和發展，風機的產生在國民經濟的生產發展中起到很大的促進作用，風機將隨著時代的發展，不斷更新技術研究，從而能夠更好的適應經濟發展的需要，傳統的風機設計，人們僅靠試驗取得數據和經驗公式，試驗發現問題，改進設計。但由于試驗研究方法受到各種條件的限制，很多模擬參數的測量受到很多不良因素的影響，給測量結果帶來很大的困難，很容易降低風機數值的實用性，對風機數值測量的誤差加大。而現階段，由于科學技術的不斷發展，利用商業CFD軟件對風機的全三維流場進行模擬已越來越普遍，也就是利用計算流體力學對風機進行數值模擬的研究，給數值模擬工作帶來了很大的便利，通過對計算結果進行了分析，模擬結果有助于理解風機內部的流動規律。
1 計算流體力學的概念分析
計算流體力學（Computational Fluid Dynamics，簡稱CFD）起源于20世紀60年代，當時的學科興起跟計算機的技術發展有很大關系，隨著人們對其不斷的發展和研究，計算流體力學已經被廣泛的應用，各種商品化的CFD通用性軟件開始應用這類力學研究，同時更是對很多工業領域的生產發展起到很大的作用，計算流體力學以計算機為基礎，利用數值的方法進行對流體力學各類問題的研究和模擬，主要在離散格式、湍流模型與網格生成等方面進行相對的數值試驗、計算機模擬和分析研究，利用計算流體力學研發出得CFD技術，不僅極大的克服了傳統流體力學中不完善的問題，而且還在應用領域得以全面的擴大，很多核能、化工、建筑等領域都有其力學的涉略。風機在以上領域也有其所用之處，為此，計算流體力學對風機的設計和研究也有很大的作用。
2 風機的數值模擬分析
眾所周知，風機的國民經濟發展的重要工具，其在對生產過程中發出的大量濕、熱、工業粉塵、甚至有害氣體和蒸汽都有著有效的防護和凈化處理的作用，同時還能回收再利用，有效的對資源進行合理的分配整合，其中風機在紡織業的作用較為突出，絡筒機的離心風機提供了吸紗的作用，不僅可以免去資源浪費，還能減少紡紗機的能源消耗，有效的提高紡紗質量，具有更多的促進作用。在工業發展中，風機從節能、降低噪聲污染的角度來說，尤其更大的促進作用，因此在風機的設計原理上，更多的要注重高效率，但就目前市面上的風機產品，可謂參差不齊，很多規格和品種配套性極差，為此在工業應用上也受到了很大的影響，需要對已有的風機進行改造，數字模擬其實是以電子計算機為工具，把數學模型蘊藏的定量關系展示出來，利用計算流體力學對風機的復雜流動問題的模擬計算，通過數值離散求解流體運動方程，揭示風機流體機理和流動規律，從而研制出新的風機設計，使整個產品從開發到運用都能夠達到更為經濟和省時的作用。
3 基于計算流體力學的風機數值模擬的應用
利用計算流體力學來研究風機的數值模擬，這種方法對風機的設計提供更為依據原理，對風機的不斷完善起到促進作用，其應用范圍很廣，例如：通過對地鐵專用軸流風機的設計來說，這類風機主要應用在地鐵車站和隧道區間內，因其受都流量大、壓頭高和功率大等特點的制約，試驗成為了地鐵軸流風機的設計檢驗的一般途徑，但是卻在人力物力上有極大的消耗，造成設計成本的浪費。為了克服這一弊端，采用計算流體力學的原理，對地鐵軸流風機采用進行數值模擬，主要是對地鐵軸流風機在不同轉速和安裝角度進行模擬，通過得出的最后結果進行指導設計方案，并將模擬結果與廠家的試驗數據作了對比，酌情查處風機是否有需要改動之處，從而提高風機的設計效率，具有明顯的應用價值和經濟效益。
4結論
以上對計算流體力學的風機數值模擬的分析和研究，計算流體力學不僅是對風機的設計有很大的促進作用，更大的提高風機的設計效率，隨著科學技術的進步，其作用會越來越大，充分了的利用計算機和數值數學的結合，對流體力學的各類問題進行數值試驗、計算機模擬和分析研究，以解決實際問題。從而有助于人們對風機的構造設計進行深入了解和不斷完善，依靠合理的計算來優化風機的設計技術，計算流體力學不僅是科學技術革新的依據，更是極大滿足了國民經濟發展的需要，計算流體力學進行對風機數值模擬的技術研究，更是對設計高效率的風機具有重大意義。
參考文獻
[1]黃其柏.離心風機旋轉頻率噪聲的理論與聲輻射特性研究[D].西部大開發 科教先行與可持續發展——中國科協年學術年會文集，2009.
流體力學的發展范文2
李家春院士2003年當選為中國科學院院士，中國科學院力學研究所研究員，擔任《力學與實踐》主編。曾任科技部“九五”攀登項目“流體和空氣動力學關鍵基礎問題研究”首席科學家。李院士長期從事流體力學研究，在流動的非線性問題和力學中數學方法領域做出了理論成果。他提出了攝動級數多對復奇點的判別準則；最早用剪切解釋風浪頻譜下移機理，并且得到弱風時不穩定加強，強風時不穩定抑制的新結論；對自然環境中的波、流、渦、湍流進行了深入研究，解決了與流體力學有關的諸如陸面過程、海氣相互作用、臺風異常路徑和土壤侵蝕等環境科學問題。
李家春院士的講座用通俗的語言、生動的實例詳細介紹了流體力學的相關情況。講座內容共分為四個部分：流體現象就在身邊，淺談現代流體力學，流體力學發展歷程，未來的機遇與挑戰。李院士首先從我們身邊存在的很多流體現象開始講起，他說：“流體也許看不見、摸不著，然而它們就像空氣和水，是一種重要的存在，對我們的生活和發展起著重要的作用。”他通過唐代詩人李白和張繼的名詩“朝辭白帝城”和“楓橋夜泊”解釋古人觀察到的流動現象；講述日本3.11海嘯與福島核泄漏、2011年極端氣象災害和美國航天飛機退役等事件當中的流體力學的原理，使聽眾了解從古至今身邊的流體現象。李院士還向聽眾們解釋了什么是流體介質、什么是流體力學，回顧了流體力學發展的四個階段。
提及近代力學時，李院士告訴聽眾，“如果沒有普朗特的邊界層理論，到現在為止，我們不可能坐十個小時飛機到達紐約?！闭沁@個理論的提出，解決了阻力和飛機設計問題， 推動了人類文明的進步。在談到現代流體力學發展的挑戰時，李院士特別列舉了大家都比較關心的航空航天、海洋工程、環境能源、生物醫學和材料信息五個方面。當得知流體力學除了在航空、航天工程中發揮作用外，還在海洋工程、能源工程、環境工程和生物醫學工程也有用武之地時，聽眾們都倍感欣喜。
流體力學的發展范文3
關鍵詞 工程流體力學 成人教育 教育對象 互動教學
中圖分類號：TB126-4 文獻標識碼：A
流體力學的研究對象包括液體和氣體兩大物質形態，流體力學的基本任務是建立描述流體運動的基本方程，確定流體經各種通道及繞流不同物體時速度、壓強的分布規律，探求能量轉換及各種損失的計算方法。在實際工程的許多領域里，流體力學一直起著十分重要的作用。就某種意義而言，也正是在流體力學的研究工作不斷取得成就的前提下，才促進了這些工程領域的大力發展。工程流體力學是在闡述流體力學的基本理論基礎上，重點闡述和研究流體力學在工程上的應用，工程流體力學廣泛應用于動力、水利、機械、化工、石油、土建、冶金、航空、航海、氣象、環境等眾多領域，是這些領域相關專業的主干技術基礎課程。
1教材與教學內容選取
“工程流體力學”教材種類繁多，但是目前為止還沒有一本針對能源類本科成人教育《工程流體力學》教材，筆者通過對多種教材的研讀，以及往年成教上課的經驗，根據各教材所涵蓋的基本理論，及描述流體特性表達式推導過程的深度和難度、教材內容的廣度，最終選用楊建國等人編著的《工程流體力學》（北京大學出版社，2010年1月第1版）作為成教熱能專業的臨時教材。
“工程流體力學”的內容繁雜、學科綜合性強，流體力學內容很抽象，偏微分方程幾乎貫穿全部課程。流體力學歐拉方法的思路與物理及其它力學不同，學生理解、掌握起來有困難。鑒于成人教育對象數學基礎和力學基礎相對薄弱的特點，在授課中應盡量避免大量的數學公式的推導和微元的受力分析，把第七章相似原理與量綱分析作為自學內容，在講解動量定理、動能定理和質量守恒定理時，把輸運定理作為主要的公式推導工具，著重強調基本概念和基本原理的學習和掌握。
2授課目標及教學方法
2.1 明確教育目標的職業性和教育內容的實用性
成人教育是以提高社會從業人員的履職能力和適應職業變化能力為目標的教育，其教育內容與職業需求聯系緊密，以補充、改善成人的職業知識和技能為目的，實用性較強。
對于成人教育一定要明確教育目標的特點，做到有的放矢，才能起到事半功倍的效果。成人教育對象（以下稱為“成人”學生）的特點可以歸結為以下幾點：
（1）“成人”學生職業性強；
（2）“成人”學生都有固定的工作崗位，有著豐富的實踐經驗，在某些方面的認識和能力要強于授課老師；
（3）“成人”學生專業基礎課，例如數學和物理等的基礎知識比較薄弱，很難理解深度較高、難以理解的原理和公式推導；
（4）“成人”學生渴望獲取知識，尤其是能幫助其解釋工作中遇到的實際問題的理論知識。
總之，授課內容的實用性是教學的關鍵問題之一，授課內容實用“成人”學生才愛聽，效果才好。
3教學手段和教學方法
3.1加強理論知識的講授
成人教育的對象多數為參加工作多年和未受過正規高等教育的成年人，即“成人”學生，他們又有著豐富的實踐經驗。從筆者實際函授授課的經驗來看， “成人”學生專業基礎課尤以高等數學的基礎最為薄弱，然而流體力學的主要工具就是數學。
3.2采用導學+啟發式方法授課
實行“導學式”教學模式。即，貫徹“學生為主體、教師為主導”的教學理念，在教學中實行啟發式教學，充分發揮現代教育技術在提高教學效率和教學質量方面的重要作用。所謂互動式教學，是在教學中教與學雙方交流、溝通、協商、探討，在彼此傾聽、彼此接納、彼此坦誠的基礎上，通過理性說服甚至辯論，不同觀點碰撞交融，激發教學雙方的主動性，拓展創造性思維，以達到提高教學效果的一種教學方式。這種講課的方式，不是老師一個人講，而是啟發學生思考。
“工程流體力學”基礎理論講解比較枯燥，為了提高教學效果，經常在課堂上提出問題和例題，鼓勵學生積極回答，激發學生的主觀能動性，從而加深理解。在教學中要把握“成人”學生的獨特特點：那就是有自己固定的工作崗位，有著豐富的工作經驗，對設備的結構和運行了如指掌，對設備處于非常規運行時有自己的處理方法，但是為什么這么處理他們并不清楚。
4結語
針對熱能與動力工程專業“成人”學生的特點，對“工程流體力學”的教學進行了探討，使課程更適合“成人”學生的特點，擴大了他們的知識面，增強了其主動思考的能力。在今后的教學過程中要進一步探索新的教學方法和手段，不斷提高自身的綜合素質和專業理論知識，立足學校特色優勢，繼續努力進行“工程流體力學”課程的建設和探索，以期積累更多的經驗和取得更大的成績。
參考文獻
[1]陳卓如等.工程流體力學[M].北京：高等教學出版社，2006.
[2]楊建國，張兆營等.工程流體力學[M].北京：北京大學出版社，2010.
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[4]黃裕華.成人教育要突出“成教化”特色[J].福建信息技術教育，2005，（7）.
流體力學的發展范文4
【關鍵詞】精品課程建設 工程流體力學 教學改革
為了進一步深化教學改革，加強課程建設，浙江工商大學建立了校級預選精品課程及責任教師制，為校級精品課程、省級精品課程以及國家級精品課程奠定良好的基礎。而環境科學與工程學院的《工程流體力學》于2006年即被選為校級預選精品課程，目前正以校精品課程的標準進行建設。
一、課程建設的指導思想
精品課程建設是本科教學的一項重要的基礎性工作，代表著學校的辦學特色和學科專業優勢，是學校重點專業建設、培養高層次專門人才、開展科學研究、解決經濟建設和社會發展過程中重大問題的重要基礎。各學院必須充分認識到校級精品課程建設的重要性和迫切性，切實采取措施。加大課程體系優化和課程整合的力度，加快教學內容、方法和手段的改革，抓緊課程教學隊伍建設，造就一支結構合理、教學水平高、教學效果好的課程教學隊伍，努力使這些課程進入相關專業領域的全省乃至全國先進行列。
二、精品課程建設的主要任務
1.圍繞經濟建設和社會發展中的問題，根據社會經濟發展及產業結構調整的需要和學校課程發展規劃，堅持優化學科專業結構，提高專業人才的培養質量。
2.利用學科專業具備的科研、教學等基礎條件，以專業人才培養模式改革為切入點，以專業課程建設為核心，以加強課程教學基本條件建設為保障，提高學校課程的整體教學質量。
三、精品課程建設的實施方法
1.強化教師的學科意識和團隊精神
在工程流體力學的教學改革中，采用多名教師協作教學，形成教學梯隊，加強團隊協作。形成新的教學模式。針對課程的結構，學院成立了課程教學課題組，聘用不同專業背景的教師擔任這門課程的講授任務，從而形成有專業特色的課程教學團隊。在團隊建設中。形成了老中青三個層次的教學骨干，共有教師7人，其中3位教師主講，2位小班討論，2位輔導，具有博士學位教師5人，占教師總數的71％；副高職以上3人，占教師總數的43％；40歲以下教師6人，占到教師總數的85.7％；形成了較為合理的學歷結構、年齡結構和學緣結構。課程負責人孫培德教授長期從事工程流體力學教學，具備良好的師德和較高的學術造詣，人才培養成績顯著，教學經驗豐富，教學效果良好，同時言傳身教培養年輕教師開展工程流體力學課程的教學工作，使得課程教學隊伍教學水平大幅度提高，教師之間團結協作精神好。團隊成員承擔各種教學研究課題并發表多篇教改論文，解決學生的創新能力與工程能力培養問題。對環境工程專業與工程流體力學課程的教學改革起到積極引導和促進作用。
授課教師分工協作，分別負責基礎理論知識、能量水力計算以及工程實際應用三部分的內容，突出理論知識的系統性和完整性，同時又增加了部分討論內容提高學生的學習興趣，通過教學與科研結合，將任課教師的科研經歷及最新學術成果溶入教學中，對教學過程起到深化作用。在教學過程中。根據每位教師的知識體系結構和專業背景的不同，配合不同的課程教學內容進行講課，發揮團隊合作精神，避免授課內容重復以及內容講授不完全等問題，將課程內容完整化，統一化。
2.改革工程流體力學教學內容
我校是一所以商科為特色，經、管、理、工各學科共同發展的教學研究型大學，以應用型專門技術人才為培養目標，生源來自全國各地，就業面寬?！豆こ塘黧w力學》作為環境工程專業的一門專業基礎課，以研究流體(液體和氣體)平衡和機械運動規律為核心，通過各教學環節的學習，使學生掌握流體運動的基本概念和計算方法，并能應用流體力學的基本理論，加上實驗數據以及數值模擬或經驗公式來解決工程中的實際問題；培養學生分析問題的能力和創新能力，為學習后續課程，從事工程技術工作和進行科學研究打下必要的基礎。
從2001年環境工程00級學生首開“流體力學“課程，采用北京大學出版社出版的《流體力學教程》，隨后，為了更適應工商管理類大學工科學生的授課需求。從2002年環境工程01級學生開始，課程名稱改為“工程流體力學”，教材采用西南交通大學出版社出版的《水力學教程》，隨后幾年至今。課程教材從第一版更新為第三版，增加了邊界層理論簡介、有壓管路中的水擊現象等內容。具體的知識模塊課時分配計劃為：
第一章 緒論
4學時
第二章 流體靜力學
6學時
第三章 流體動力學基礎
6學時
第四章 水頭損失
6學時
第五章 有壓管道的恒定流動
8學時
水力計算可視化教學與討論
2學時
3.完善教學條件和網絡教學
(1)可視化教學
組織力量編制《工程流體力學》ppt課件、課堂全程實施多媒體課件教學，利用水力計算可視化教學軟件以動畫形式演示本課程部分內容。例如，第三章水動力學基礎部分流線和跡線、元流和總流、恒定流與非恒定流、均勻流與非均勻流、漸變流與急變流等概念非常抽象、易混淆，在教學過程中，我們通過可視化仿真軟件，以動畫形式將各種的流動形態形象展現在學生面前，原本抽象的概念變得清晰易懂，深受學生歡迎。
(2)擴充性資料
為激發學生的學習興趣，促進學生自主學習，向學生推薦了一些與本課程相關的參考書目、國內外期刊等擴充性資料，以便學生獲取與本課程相關的知識信息。包括一些參考書目：①清華大學水力學教研室編，水力學，北京：人民教育出版社，1980 ；②年，水力學，北京：中國建筑工業出版社。1998。修訂版，2002；③陳文義，張偉主編，流體力學，天津：天津大學出版社，2004；④禹華謙主編，水力學學習指導，成都：西南交通大學出版社，1999。以及一些與環境工程專業相關的外文專業期刊：EnvironmentalScience & Technology, Water Research, International Journal for Numerical antiAnalytical Methods in Geomechanics,Intemational Journal of Environmental Pol-lution, Chemosphere,Journal of Hazardous Materials. Applied Catalysis B: Envi-ronmeatal, Chemical Engineering Science. Chemical Engineering Journal.省略/，觀看該課程完整的教學文件和多媒體課件，進行預習和復習，并可通過在線答疑解決問題，較好地滿足了課程所需。
4.提高課程教學方法及手段
本課程的重點和難點主要在于流體連續介質的理論模型、公式推導應用以及實際環境工程實踐中的應用，如實際液體恒定流能量方程式的應用、管路沿程阻力系數變化規律的確定、管網計算等。因此，要解決學生難掌握理解的辦法主要是在實際教學中，采用多種教學方式和手段，突出重點，化解難點，使學生全面理解與掌握流體力學的理論與方法。
(1)以課堂講授為主，突出理論知識的系統性和完整性，同時根據本課程特色及在教學過程中發現的問題，本課程組老師正組織力量自編教材，將水力計算可視化教學及國內外最新的研究動態整合到新教材體系中，滿足環境類專業流體力學課程的教學需要。
f2)對課程的核心概念體系進行提煉，理清概念間的邏輯關聯，由簡單到復雜，由具體到抽象。讓學生建立起清晰的理論概念，并通過大量的例題來加深學生對基本原理的理解和計算公式的運用。并在課程網站上進行試題自測，考試題目從試題庫中隨機抽取，并與人為修正相結合，實現教考分離。
(3)開展實驗教學。目前，我們通過購買流體力學仿真軟件，首先在網上實現各種流體力學實驗的模擬操作，包括伯努力方程實驗、雷諾實驗、流體流動阻力測定實驗、畢托管測速實驗、局部阻力實驗、孔口與管嘴實驗、離心泵性能曲線測定等等，使學生了解這些實驗的基本流程、操作步驟、數據處理，為今后實際實驗操作提供良好的基礎。
(4)教學結合科研。將任課教師的科研經歷及最新學術成果溶入教學中，對教學過程到了很好的深化作用。該教學方法與手段使學生在畢業設計時。能應用本課知識進行設計，培養了學生的創新精神和實踐能力。
(5)開展“大班教學，小班討論”教學模式。不定期舉辦課外講座(如流體力學與日常生活、流體力學在環境工程中的應用等)，進行小班討論，也可進行網絡教學及對話，使教學手段等豐富，教學過程更深化。
四、精品課程建設的近期規劃
1.建設新教材體系，編寫與本課程配套的精品教學及實驗教材，自主開發仿真教學軟件，建設工程流體力學教學實驗室。
2.進一步完善豐富網絡教學。提供該課程國內外相關知識內容、專業資料，通過現有網站，促進國內外同類課程間交流，擴大我?！豆こ塘黧w力學》課程的社會影響力。
3.力爭成為校級精品課程。達到省級精品課程的水平，并完善成為環境工程專業領域的全省乃至全國精品課程。
流體力學的發展范文5
論文摘要:通過工程流體力學教學實踐，探討多媒體教學在授課過程中產生的效果。提出了在工程流體力學教學活動中將多媒體技術與傳統教學手段相結合，活躍課堂氣氛，提高學生學習的積極性和主動性，達到優化教學效果的目標。
一、前言
隨著計算機技術的普及和網絡技術的迅速發展，多媒體教學已被高等院校廣泛采用，并深受廣大師生的歡迎。因此，利用多媒體教學手段開發學習資源，構建新的教學模式，達到最佳教學效果，成為國內外提高教學質量、改革教學方式的重要手段。
本文通過工程流體力學教學實踐，探討多媒體教學在授課過程中產生的效果。提出了在工程流體力學教學活動中將多媒體技術與傳統教學手段相結合，活躍課堂氣氛，提高學生學習的積極性和主動性。達到優化教學效果的目標。
二、傳統教學模式的利與弊
傳統教學模式歷史悠久，教育理論成熟，已經積累了豐富的經驗。在傳統教學中，通過教師的形象、生動的講述，學生易于接受，師生之間可以面對面地探討疑難問題。對于工程流體力學而言，教學內容不可避免地會涉及到數學公式的推導，傳統的板書教學方式即可以留給學生更多的思考時間，同時又可以加深學生對公式推導過程的理解，加強記憶。然而傳統式教學主要依靠粉筆與黑板的教學條件，是以教師為主體的教學模式，從而大大降低了教學效率，也扼殺了學生個性的發揮和創意的產生。
三、多媒體教學的特點
多媒體教學以其鮮明的教學特點，豐富的教學內容，形象生動的教學情景，在教學過程中發揮了重要的作用:
第一，激發學習興趣，有利于提高課堂效率。興趣是學生獲取知識、拓寬視野、豐富心理活動最主要的推動力。多媒體技術綜合應用文字、圖片、動畫和視頻等資料來進行教學活動，激發學生的學習興趣，從根本上改變了傳統教學模式的單調性。而且多媒體教學可以充分發揮學生聽覺、視覺等器官對信息的接收，對學生的眼、耳等器官進行多重刺激，從而活躍學生的思維，增強學生記憶力，提高課堂效率。第二，直觀、易懂，有利于提高教學質量。流體力學是從力學的觀點出發，主要研究流體所遵循的宏觀運動規律以及流體和周圍物體之間的相互作用規律的科學，在日常生活和各種工程實際中具有廣泛的應用領域，是動力工程和流體機械專業一門重要的專業基礎課。與固體的運動規律相比，流體在運動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雜現象。 多媒體教學手段能夠通過圖片、動畫和視頻資料等直觀、清晰地觀看復雜的流動現象，使學生較容易地掌握相關內容，提高教學質量。第三，增加教學容量，節約空間和時間。工程流體力學研究內容較多，涉及范圍較廣，在有限的課時內傳授給學生的信息量較大。傳統教學中知識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，多媒體教學充分地利用了電腦能夠存貯大量信息的優勢，授課的信息量明顯增多，教學內容更加豐富，使學生在有限的時間內接收更多的知識，開闊了學生視野，增加課堂知識的容量，提高了教學的效率。
四、多媒體教學手段與傳統教學方式相結合
多媒體教學的發展并不意味著摒棄一切傳統的教學方法和手段，而是將多媒體教學與傳統教學方式相結合，揚長避短，發揮各自的優勢，更好地服務于教學工作。
工程流體力學教學內容主要包括兩大部分，理論教學和流體力學實驗教學。
工程流體力學理論教學部分包含大量流體力學的基本概念、基本方程和一些復雜的流動現象。例如在教學過程中，流體靜力學基本方程的推導過程依然使用傳統教學中的板書，這樣既可以留給學生足夠的思考時間，又可以加深學生對公式推導過程的理解，加強學生的記憶能力。而對于某些基本概念和特定的流動現象，可以通過多媒體教學手段，加深學生對基本概念和流動現象的理解。
流體力學實驗是流體力學教學中的重要組成部分之一，貫穿于課程始終。現行流體力學教學實驗多為驗證性實驗，實驗方法單一，同時，還受實驗老師較少、實驗課時有限以及設備等多種因素的影響，學生選擇的范圍極小，在很大程度上制約了學生思考問題、分析問題、解決問題的能力，不能很好地達到流體力學實驗教學的要求。然而引入多媒體教學手段以后，學生可以靈活地改變實驗條件，演示各種實驗現象。
參考文獻:
流體力學的發展范文6
關鍵詞：工程流體力學；教學改革；大學；專業基礎課
中圖分類號：642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1002-4107（2013）03-0030-02
“工程流體力學”課程是以高等數學、大學物理、工程力學、工程熱力學為基礎，集概念、公式、實際應用于一體的一門專業基礎課。該課程基本概念抽象，公式結構復雜，實際應用眾多，尤其在石油行業尤為突出。石油工業中的許多問題都要采用流體力學理論解決，諸如鉆井液循環壓力和流速的設計，套管強度的校核，采油過程中油井采出的流體在泵或井筒內的流動規律分析，地面管線的布設，管徑設計，管線強度的校核，壓差與流量之間關系的確定，輸液泵的選擇和安裝位置的確定，儲油罐強度的校核，油品裝卸時間的計算，油品和天然氣的計量，氣蝕和水擊等現象的預防等。解決這些問題，要求從事石油工程技術的科學工作者必須具備“工程流體力學”知識，以便在石油工程的建設和管理中更好地發揮作用。為了使學生能夠更好地學習掌握該課程的內容，教學環節尤為重要。對如何設計教學環節，本文主要從以下四個方面加以說明。
一、教學由多媒體與板書共同完成
教學板書是教師教學思路的整體反映，是教師在教學過程中引導學生學習，幫助學生理解和記憶，以及啟發學生思考的重要手段，是教學過程中不可缺少的組成部分。教學板書以文字、符號、圖表等手段將教學內容直接訴諸學生的視覺，豐富了學生的感知表象，有助于學生吸收和掌握知識信息。在授課過程中，筆者把學生對使用板書和多媒體的意見進行調查，90%的學生更傾向于使用板書教學。
由于“工程流體力學”課程，基本概念多、難理解，公式復雜難懂，采用板書邊寫邊講解，給學生留有足夠的時間去理解，去認知，接受起來更容易一些。但是流體本身運動復雜，沒有固定的形狀，在外力作用下，流體流動狀態、流動規律是什么樣的，在板書上表達起來可能不夠準確，不夠形象、逼真；而采用多媒體[1]，將其制作成圖片或動畫課件，則直觀明了，生動具體，給學生在視覺上以新穎的感覺，在頭腦里的印象會更深刻一些。比如：講工程流體力學的發展史，單純講授枯燥無味。此時，制作多媒體課件展示給大家， 比如弧線球也稱香蕉球，找一個足球明星踢弧線球的視頻放里面，邊放映邊講解，學生很感興趣，還學到了知識，同時也激發了學生的學習熱情，起到了很好的引導效果。
二、將計算流體動力學軟件融入到理論教學中
“工程流體力學”一般采用理論方法、實驗方法和數值計算三種方法研究，其中，數值計算就是使用計算流體動力學軟件計算[2]，是當今比較常用也比較流行的方法。計算流體動力學（簡稱CFD）是通過計算機數值計算和圖像顯示，對包含有流體流動和熱傳導等相關物理現象的系統所做的分析。CFD可以看作是在流動基本方程控制下對流動的數值模擬。通過這種數值模擬，可以得到極其復雜問題的流場內各個位置上基本物理量（如速度、壓力、溫度、濃度等）的分布，以及這些物理量隨時間的變化情況，確定漩渦分布特性、空化特性及脫流區等。CFD方法克服了理論方法和實驗方法的局限性，在計算機上實現一個特定的計算，就好像在計算機上做一次物理實驗。例如，機翼的繞流，通過計算機并將其結果在屏幕上顯示，就可以看到流場的各種細節；如激波的運動、強度、渦的生成與傳播、流動的分離、表面的壓力分布、受力大小及其隨時間的變化等。數值模擬可以形象地再現流動情景，與做實驗沒有區別。
目前，CFD軟件中比較著名的就是Fluent軟件。所以可以在教學中使用Fluent軟件模擬，給學生展示流動規律和流動結果。例如：馮?卡門渦街，不同形狀物體繞流使用Fluent進行模擬，既直觀又能清楚地展現流動規律，同時對流體本身產生無限的向往，對“工程流體力學”課程充滿了期待和興趣，為學生以后學習軟件打下了基礎。
三、實施雙語教學
隨著我國與世界的接軌，隨著世界一體化進程，迫切需要大量精通兩種以上語言的人才，作為一種培養國際化人才的有效手段，雙語教學勢在必行。高等教育作為教育的前沿陣地，也要同國際接軌。雙語教學本身就是我國高等教育國際化趨勢的客觀要求，對高校來講，可以加強國內高校和國外高校的教學合作，高校之間的合作項目越來越多，有助于國內外專業領域知識體系的統一和完善；對教師來說，可以促進國內高校教師同國外高校教師的學術交流，國內高校教師可從中了解到很多世界前沿知識，并有效地傳遞給學生；從學生自身來看，打破了語言障礙，學生能夠在專業技術領域內較好地將母語和英語這兩種語言之間根據交際對象和工作環境的需要進行切換，有效地開展交流與合作，并且多掌握一種語言，就多了一份生存的手段，多了一份了解外部先進世界的途徑，多一份機會。雙語教學不僅可以培養學生運用外語解決實際問題的能力，而且有利于學生學習、掌握、精通一門外語（主要是英語），能夠多一種思維方式，學會從多種角度，用不同觀點看問題，進而提升競爭能力，同時也為培養“復合型”人才奠定了基礎。
現今實施“雙語教學”，既符合與時俱進的要求，又能夠提升教學水平，這意味著在教學中實施“雙語教學”勢在必行。在“工程流體力學”專業基礎課教學中改變使用單純母語（漢語）的教學方式，將外語（主要是英語）運用于其教學的全過程之中，使之與母語教學互相融合、互相促進，既體現專業基礎課教學的特色和針對性的同時，又能夠全面提高學生的外語應用能力和綜合素質，使教學更好地適應新世紀人才培養目標的要求。在“工程流體力學”教學中推行雙語教學，使學生在雙語教學課堂中提高英語水平，學會用英語表達專業知識，繼而過渡到用英語去思維、求知、交流，以便熟練地用外語來解決實際問題。這種教學模式既符合經濟迅速發展對涉外人才基本素質的要求，也符合大學各專業交叉融合的發展方向，是教學改革的重要內容。
根據“工程流體力學”課程的特點，在其教學中可以使用綜合型教學模式。即對一些基本概念、基本理論，比較好理解的，可以采用浸入型；而對一些公式的推導，專業性比較強的，難于理解的采用過渡型。另外，將一些流體發展的歷史、實例用多媒體教學手段進行授課，達到直觀的效果。
四、注重實驗環節
“工程流體力學”也是一門實驗科學[3]。很多流體力學理論都是以實驗為基礎建立起來的，理論分析得出的結果需要通過實驗來驗證，而實驗的進行又需要用分析得出的理論來指導。因此，實驗是“工程流體力學”課程的重要組成部分，是必不可少的教學環節。它不僅是為了驗證理論，有助于學生學好流體力學，而且是培養學生進行科學研究、提高獨立工作和創新能力的重要環節。
隨著大學教育的普及，受教育的人數迅猛增長，而實驗教學設備與人數增長不成比例，導致教學和實驗的間隔周期較長，使得實驗前，有些學生并沒有做好充分的準備，并且缺乏必要的理論復習，對即將做的實驗相關知識沒概念，致使理論和實驗嚴重脫節，實驗效果不佳。但是對學生的考核僅僅是一份實驗報告，導致有些報告抄襲嚴重，甚至有些學生做實驗，看別人怎么做就怎么做。這樣，學生的動手能力、實踐能力怎么能培養出來？更不用說培養學生的創新能力和發散思維。實驗課是教學的必要環節，也是重要環節，不容忽視。
1.實驗前，回顧與實驗相關的知識點，讓學生在短時間內了解本次實驗和相關理論，這里的相關理論不是本實驗的結論，實驗結論應該由學生通過做實驗總結出來；也可以將本實驗過程錄制成一段視頻，讓學生提前看一下，熟悉一下實驗過程，視覺在人心中留的印象會更深刻一些，做到心中有數，這樣真正自己動手做實驗就不會茫然。
2.由于時間和設備的限制，實驗只能就某一種情況進行操作，對其他條件變化時會有什么樣的規律不能面面俱到，這時在實驗教學中應用計算流體動力學軟件演示也會收到很好的教學效果。所以，計算流體動力學軟件不僅在教學中，在實驗中的作用也是顯著的。
3.在實驗課教學改革的同時，實驗課考核的方法也應該相應地加以整改。通過純粹的書面實驗報告和出勤率進行考核，學生互相抄襲，敷衍了事，實驗做完后真正的原理還沒弄明白。為了避免此類情況的發生，一方面，考核每個學生親自動手做實驗，邊做實驗邊講解，不僅能夠鍛煉學生動手的實驗能力，語言表達能力相應地也有所提高，為此應該增加實驗教師的人數；另一方面，除了增加實驗課在最終成績的比例（10%）外，還要在期末試卷中增加實驗內容，以檢驗學生對實驗的理解能力和掌握情況。
為了使學生能夠更好地掌握“工程流體力學”課程的內容，教學需要改革，這就要求當代大學教師不斷地嘗試、不斷地探索新的教學模式，充分調動學生的學習熱情。本文針對“工程流體力學”這門專業基礎課程的特點，提出了幾點教學建議，希望對工作在一線的流體力學教師有點幫助。
參考文獻：
[1]于靖博，張文孝，李廣華.工程流體力學課程教學改革與實踐[J].裝備制造技術，2011，（11）.
