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計算流體力學概念范文1
[關鍵詞] 交叉型教學 流體力學 類比
“實施精英教育、培養精英人才”是高等院校建設高水平研究型大學的目標和導向。高等院校秉行“教育以育人為本,以學生為主體;辦學以人才為本,以教師為主體”的教育理念,培養了大批滿足社會需求的優秀人才。但隨著社會進步和時代的發展,對本科教學質量和教學目標提出了更高要求,研究和實施新的教學模式十分必要。
一、“交叉型”教學方法的必要性
目前,我國高等工程教育的傳統模式是教師講授為主體的“知識灌輸”式,學生被動接受知識,主動性學習不足,缺乏運用所學知識發現問題的能力,缺乏創新意識,創新能力不足。不能滿足社會經濟持續發展對高素質創新人才的現實要求。
多學科之間的交叉融合成為目前學科發展的一個主要趨勢,大量原創性科研成果的產生、新的學科增長點的培育以及優勢學科方向的凝練,都依賴于多學科之間的相互交叉與融合。積極推動學科的交叉融合可以為高等院校的學科發展創造一個良好的機遇,并據此提供一條可行的路徑。科學所探討的規律是客觀存在的,自然界的規律本無學科之分,只是人為將之分為不同的門類,因此,所有的科學研究不應當以學科作為界限。學科交叉、學術交流和團結合作是獲得創新性成果的必然要求。很多諾貝爾獎的誕生都是得益于團隊合作與學科交叉,學科建設是學校事業發展的根本,學科交叉有利于出創造性成果,同時,可以充分利用學?，F有教學、科研資源,減少資源浪費?，F在,我們通常強調科研方面的多學科交叉,而忽視了教學方面。在教學方面,多學科交叉同樣起著舉足輕重的作用。
二、“交叉型”教學方法的作用
“交叉型”教學是構建以核心課程和選修課程相融合的教學模式,實現“科學無界限”的完美結合?！敖徊嫘汀苯虒W模式融理論基礎與專業培養為一體,是研究型大學的基本教學模式,具有以下三個基本特征:突出學生在教學中的主體地位;強調多學科交叉融合在教學中的重要作用;構建知識、能力與素質的三維一體?！敖徊嫘汀苯虒W模式是相對于以單一性知識傳授為主的教學模式提出的,是指教師以主講課程內容為基礎,融入其他相關學科的知識加以傳授,讓學生體會多學科之間是有聯系的,不是獨立的,可以觸類旁通,加深理解和便于掌握。專業基礎課教學是夯實學生專業基礎知識、提高學生綜合素質的重要環節,在專業基礎課教學中引入其他相關學科的知識,可以拓寬學生視野、提高學生學習積極性、發揮學生能動性,對強化專業課教學效果,培養專業知識扎實、思維活躍的創新型精英人才具有重要意義。
三、“交叉型”教學方法的具體實施
流體力學是工科學校主要專業基礎課程之一。學生通過本課程學習流體力學的基本概念和基本原理,掌握一定的分析、解決本專業中涉及流體力學問題的能力,為學習后續專業課程打好基礎。本課程要求學生掌握流體的主要力學性質、流體在靜止和相對平衡時壓強的分布規律、計算和測量方法、理解渦動力學原理并掌握流體運動學和動力學的基本方程,理解并能應用理想流體和粘性流體的運動方程。內容涉及:流體力學研究對象和研究方法;流體的主要物理性質,流體靜壓強及其特性;流體平衡微分方程;流體靜壓強的分布規律;作用于平面的液體壓力;壓力作用點;作用于曲面上的液體壓力;液體的相對平衡。描述流體運動的方法;流動分類;連續性方程;流體微團運動分析,無旋運動和速度勢,不可壓流體的平面運動和流函數。理想流體的動量方程;理想流體的能量方程;不可壓縮流體的一維流動,積分形式的動量方程和動量距方程。流體的渦旋運動。應力張量及形變率張量之間的關系;粘性流體力學基本方程和邊界條件;粘性流動的基本性質;精確解;相似理論和量綱分析;邊界層理論。湍流產生的隨機性;湍流基本方程;湍流的半經驗理論;湍流邊界層。課程的重點是連續性方程,動量守恒方程,能量守恒方程。課程的難點是邊界層理論和湍流邊界層。但作者發現在課程教學中若采用傳統的以全時段講授為主的模式,學生容易產生疲倦心理,課堂效果并不理想,同時若單一以教學參考書為主線講授,在教和學兩個環節對細節的把握和理解都不盡如人意。申請人前期嘗試運用類比的方法授課,也就是在介紹流體力學的概念和定理時,與數學和物理知識相類比,同學可以很快接受,理解也較深刻,講授課程所涉及的基礎知識很多與數學和物理密切相關,引導學生積極思考,主動聯系,走向前臺,取得良好的課堂效果。
舉例一:
流體力學中的很重要的內容勢流理論,在勢流理論中很重要的概念就是勢函數的引進,這里高等數學的格林定理就有著重要的作用,兩者密切相關,所以在介紹勢流理論時,格林定理要有意識地引入和重點闡述,并且將兩者對應起來,使學生在回想起數學重要定理的同時,對流體力學的概念也更加深刻的理解和清楚地掌握。
舉例二:
在介紹激波概念時,可以借助如下兩個圖例,圖1是通過計算在不可壓縮領域借助淺水波方程給出激波的圖形,圖2是通過實驗在可壓縮領域給出激波的圖形,在不可壓縮和可壓縮兩個情況下,激波的圖形是具有相比擬關系的,是可以類比的。
同樣,水動力學的控制淺水波的方程和空氣動力學的可壓縮氣體方程形式上相似,具有比擬關系。兩個方程的形式如下:
淺水波方程:
可壓縮氣體方程:
形式比較復雜的方程,通過聯想比擬,就可以通過記住淺水波方程就可以記住可壓縮方程的形式。
在流體力學教學中,有意識地引導學生與數學物理的概念和定理相聯系,可使學生更深刻地理解有關概念及定理間的關系,有助于培養學生的技能,并使學生養成嚴格的推理、全面分析問題的能力。在流體力學教學中,和其他學科的知識相交叉,不僅對流體力學的理解有幫助,也可以加強其他學科知識的理解和掌握。多學科之間可以融會貫通,觸類旁通。
參考文獻:
[1]張兆順,崔桂香.流體力學.清華大學出版社.
[2]Milton Van Dyke,An album of fluid motion,The parabolic press.
計算流體力學概念范文2
【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。
計算流體力學概念范文3
關鍵詞：計算流體力學;CFD數值模擬;項目驅動;實踐教學
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）06-0141-02
計算流體力學CFD是流體力學的一個分支，是能源與動力工程類專業的重要基礎課。課程講授CFD數值模擬的基本思想、基本方法以及常用CFD數值模擬工具的使用，通過教學使學生了解、掌握CFD數值模擬的基本知識，為將來在涉及流體流動問題的研究和設計工作中應用CFD數值模擬打下基礎。在計算流體力學教學中，可將仿真技術以項目驅動的方式加入到實踐教學環節，以加深對概念、公式以及數值方法的理解，進而激發學生探索性學習能力。如何利用好仿真軟件的專業優勢，將其引入到計算流體力學實踐教學中來，提高教學效果是本文要探討的主要問題。
一、CFD數值模擬在項目驅動實踐教學中的優勢
根據課程教學任務及其特點，選擇適用的教學方式是提高教學效果的關鍵。傳統的教學模式以教師授課為中心，注重基礎理論知識的傳授與講解。在教學過程中，教師往往花費大量的時間和精力介紹計算流體力學的基本原理并進行相關理論公式的推導，學生并不能理解計算流體力學的工程應用背景和意義，學生所接受的理論知識絕大部分來源于授課教師的灌輸。
由于計算流體力學課程涉及內容的復雜性，傳統的教學方法與手段，使得教師和學生在此課程的講授和學習中都遇到一定的困難和問題。涉及基本方程和數值方法公式推導的部分，傳統的板書教學方式可使學生對推導過程進行邏輯思維，對推導得到的公式和結果也會更加印象深刻。對于比較復雜、抽象的教學內容以及公式的應用，則可借助計算機仿真平臺的方式進行輔助教學，讓學生直觀地了解不同公式的應用過程和數值模擬結果。由于流體力學控制方程一般是非線性的，只有極少數情況下才能得到解析解，與工程相關的復雜流體力學問題幾乎不能得到解析解，而實驗研究一般是在模擬條件下完成的，幾乎所有的地面實驗設備都不能完全滿足所有參數和相似定理的要求。通過CFD數值模擬技術，可以設計一些虛擬的實驗，過程中可選用不同公式模型和數值方法，數值模擬所得的結果直觀，彌補了理論教學內容的不足。
項目驅動教學，或稱項目驅動下的學習、基于項目的學習，是一種以學生為中心的教育方式。要求學生通過一系列個人或合作完成的任務，借助他人（包括教師和學習伙伴）的幫助，利用必要的學習資料，解決現實中的問題，獲取知識和技能[1]。在項目驅動實踐教學中，借助CFD數值模擬形象的模型分析與演示，既便于教師對計算流體力學應用于工程問題的知識講述，又使學生對計算流體力學理論知識有更加深刻的理解。
二、CFD數值模擬在項目驅動實踐教學應用中的關鍵問題
1.根據計算流體力學教材，結合學生的具體學習情況，對某些重點、難點以及不宜課堂講解的地方，考慮能否應用CFD數值模擬進行輔助教學。在教學過程中，需要根據具體的教學內容選擇恰當的項目案例，結合傳統教學方法與現代教學方法，使其發揮各自優勢才能獲得更好的教學效果。
2.在教學過程中，向學生展示CFD數值模擬在計算流體力學領域的前沿應用、經典案例。在課程教學中可以隨時調用視頻錄像或仿真軟件，將計算流體力學的一些前處理、流場計算和后處理等復雜問題進行動態仿真演示。這樣可以激發學生利用相關數值模擬軟件對理論知識進行進一步的學習的積極性和主動性，為后續課程設計、畢業設計乃至展開創新創業項目打下基礎。
3.選取若干具體案例為“項目”任務以達到對前一階段課堂講授知識、技能傳授的總結與升華;項目內容中含有學生從來未遇到的問題，需要具備有一定難度。應用CFD數值模擬軟件建立計算流體力學仿真分析實例庫，這樣老師就可以方便地進行講解，并給學生提供直觀、形象的過程與結論，學生理解起來會更容易。
三、CFD數值模擬在項目驅動實踐教學的應用案例
1.概念設計。氣力輸送過程非常復雜，過去和現在多依靠試驗數據、經驗數據來解決問題。對一般粉體材料，在經驗數據充分時，可以得到比較可靠的結果。傳統方式靠人工計算過于費時間，現在可以利用計算機進行數值模擬，能較快地得到計算結果。計算機能在較短的時間內繪出初步的圖紙，因此在粉體的氣力輸送過程中能做更多的方案比較，使設計更加合理。數值模擬可以提供一些實驗測量中無法提供的數據。在概念設計階段，老師和學生進行項目的討論。教師起初先不必框定具體的設計內容，而是要引導學生根據工程應用的實際情況進行頭腦風暴，獲得設計的大方向，進而指導學生進一步通過閱讀文獻和資料收集，確立實施思路和初步的方案，獲取可借鑒的工程案例。
2.詳細設計。在詳細設計階段，教師需要預先講授CFD數值模擬工具的使用，以Fluent為例，該軟件是目前國際上比較流行的商用CFD軟件包，它具有豐富的物理模型、先進的數值方法和強大的前后處理功能，在航空航天、汽車設計、石油天然氣和渦輪機設計等方面都有著廣泛的應用。在這個階段，學生通過對現場氣力輸送過程的調研資料和文獻資料，結合氣力輸送設備工藝特點，利用計算流體力學仿真軟件Fluent建立可靠的氣力輸送三維數學模型。對所建立的數值模擬模型進行網格劃分，如圖1所示，在此過程中，教師可以為學生講解計算域離散成網格點的過程。在此基礎上，利用所建立的氣力輸送三維數學模型對飛灰的氣力輸送進行數值模擬，將數值模擬結果和實驗測量值進行對比，由此對所建立的數學模型的可靠性和適用性進行驗證。
3.發現問題。項目驅動的教學中教師需要著重引導學校在工程應用中發現問題，挖掘導致問題產生的根源，在CFD模擬過程中，要確定邊界條件、數學模型和求解方法。氣力輸送屬于大型工業輸送物料設備，雖然輸送管道幾何形狀簡單，但是總長度較長，并且管道內的輸送過程涉及到固相和氣相相互作用、物料顆粒湍動粘度以及顆粒間的相互碰撞，過程非常復雜。在此過程中，老師可以為學生講解各種邊界條件的優缺點以及選擇依據、數學模型的原理和應用范圍、求解格式的選擇及相應的計算方法和方程。
4.改進設計。將模型預測結果與實驗測量值進行分析和比較，分析邊界條件、數學模型和求解方法對結果產生的影響，通過查閱文獻了解最新CFD數值模擬技術和方法，并嘗試應用到項目驅動實踐教學中，提高數值模擬預測結果的準確性。可以利用該數值模擬數據研究氣力輸送旁管道內壓降隨著顆粒直徑、顆粒密度的變化規律，并通過改變旁通管幾何比以及壁面粗糙度的大小，研究管道結構和管道特性對壓降的影響。
從“概念設計”、“詳細設計”、“發現問題”和“改進設計”這幾個項目驅動的實踐教學環節可以看到，項目驅動式教學的最主要的特征就是教師引導學生通過尋找完成工作任務的途徑與方法，圍繞工作項目完成調查研究、網絡信息搜集、文獻查閱、個人獨立思考、討論答辯、團隊合作學習等各項相關的實踐與創造活動[2]。
在實施過程中，教師應引導學生查閱資料獲取類似項目的技術路線、解決方案與相關專業知識點，對錯誤明顯的方案做適當的引導、糾正，使方案盡量集中在合理的范圍之內[3]。需要選擇貼近實踐的項目案例，將CFD數值模擬軟件融入到分組學習和應用指導的整個過程，使學生在項目學習及完成過程中加深對理論知識的理解及實際應用，提升學生分析問題、解決問題的能力。
四、結束語
項目驅動教學在實施的過程中，表現出以項目為本位、以學生為主體的重要特征。教師教授和引導的是項目實施所需的技能、系統知識和應用知識，最終考核的是學生對知識的理解、應用、創新和總結。將CFD數值模擬技術應用到計算流體力學理論教學，可以使教學質量得到明顯提高，可以幫助克服客觀實際條件對理論教學的制約，加深學生對理論知識的理解，并激發學習和研究的興趣。
參考文獻：
[1]馬玲玲.項目驅動教學法培養學生自主學習能力研究[J].山西廣播電視大學學報，2010，（3）.
[2]王福軍.計算流體動力學分析――CFD軟件原理與應用[M].清華大學出版社，2004.
[3][美]約翰D.安德森（John D. Anderson）.計算流體力學基礎及其應用[M].吳頌平，劉趙淼，譯.北京：機械工業出版社，2007.
計算流體力學概念范文4
關鍵詞：行業類高校；高等流體力學；電力特色
作者簡介：張莉（1973-），女，河南商丘人，上海電力學院能源與機械工程學院，教授；李永光（1957-），男，湖南長沙人，上海電力學院科研處處長，教授。（上海 200090）
基金項目：本文系上海電力學院研究生學位課程建設項目（項目編號：YKJ-2012004）的研究成果。
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）04-0086-02
2007年，上海電力學院（以下簡稱“我?！保崮芄こ潭墝W科首次招生，“高等流體力學”首次開課，授課人數20余人，隨后幾年間授課人數逐年增長。2012年我校動力工程與工程熱物理一級學科又增設了工程熱物理、動力機械及工程兩個二級學科，“高等流體力學”授課范圍擴大的同時，授課人數也增加到60余人。但是鑒于我校研究生數量較少、研究生培養歷史較短以及師資力量相對薄弱等方面的原因，課程教學的教材只能選用已有的教材。在組織教學內容的過程中發現，大多數教材普遍存在一些問題，如過于強調基本理論、對數學知識的要求偏高、工程應用方面涉獵很少，或者有些工程學科專業的相關研究生教材又往往缺乏理論深度，工程應用背景針對性強，有的強調高速氣動、有的強調水動葉柵流動、有的強調渦動力學等等。鑒于此，作為行業類非重點高校，在“高等流體力學”課程的教學中有必要結合我校電力特色進行教學內容和教學模式的研究和探討。
一、課程教材的調研
為了能更好地做好此次教學研究工作，課程組首先對高校相關研究生專業的“高等流體力學”教材進行了調研，分別對清華大學、西安交通大學、上海交通大學、浙江大學、東南大學、華中科技大學、華北電力大學、東北電力大學等國內若干所大學相關課程的教材及內容做了簡單分析。
從調研情況看，所有高校都對流體力學的基本理論很重視，主要教學內容均包括了流動的基本概念和基本方程、流體運動學、勢流理論、渦旋流動、理想流體流動、粘性流體流動等，目的是使研究生通過學習流體的運動規律，掌握研究流動的方法進而分析解決實際的工程流動問題。同時，各高校的教材和主要教學參考書還注重與自身學科研究方向的結合，課程的某些重點內容與培養方向相接軌，突出了自身的特色。通過調研發現，“高等流體力學”作為研究生學位課，其教學內容在注重理論基礎的同時，還必須要與自身的相關學科研究方向相結合，在注重通用理論的基礎上，形成自己的特色。
二、我校授課對象的情況分析
做好此次的教學研究工作，還必須對我校的授課對象有一個清楚的認識。目前，“高等流體力學”已列為本校工程熱物理、熱能工程、動力機械及工程三個二級學科的研究生學位課程。盡管上述三個二級學科涉及能源、動力、機械等寬廣的工程領域，但結合我校的電力特色，這三個二級學科主要是為電力行業培養高級的專業人才，而在電力行業中流動現象多存在于流體機械、動力機械、換熱設備、容器、管道等部件，因此，在教學內容上應在透徹講解流體力學微分方程組的基礎上，注重聯系工程實際，偏重于講解流體在上述部件中的流動以及與這些部件間的相互作用。
研究生生源的實際情況也是教學過程中需要考慮的因素。到目前為止，我校共招收6屆研究生，通過向歷屆學生了解發現有以下情況存在：部分同學跨專業（如：數學專業、電力系統及其自動化專業、計算機與信息專業等）考入學校，本科階段沒有學習過“工程流體力學”課程；即使是研究生與本科專業背景相同的同學，他們也普遍認為”工程流體力學”較難，碩士入學考試時，大都不選考“工程流體力學”，這也使得他們可能在大三、甚至大二學完以后，再也沒有系統地梳理過流體力學知識。由于各高校專業方向的側重點不同，大部分同學對電力行業內的流體知識也不是特別了解；考入學校的學生多數為調劑生，入學成績整體不高。這些情況都表明，我校碩士研究生入學時的流體力學知識基礎相對比較薄弱，需要在授課過程中講授深層次新知識的同時，及時地對基礎知識進行回顧和提醒。
三、教學內容的組織
基于以上的調研和分析，課程組首先對教材進行了選取，對教學內容進行了組織。
1.教學目標的明確
“高等流體力學”是為工程熱物理、熱能工程以及動力機械與工程專業研究生設置的專業學位課程。根據專業人才培養的需要，結合長期本科教學的經驗，確定了課程的教學目標：通過對流體力學的基本概念、基本方程、理想不可壓縮流體的流動、粘性不可壓縮流體的流動、層流邊界層與紊流流動、理想可壓縮流體等內容的學習，深化學生對流體力學基本內容的理解，提高學生的理論水平，為相關專業課程的學習、課題的研究及論文的撰寫打好理論基礎。
2.教材的選用
“高等流體力學”是動力工程及工程熱物理學科的一門傳統課程，有很多課程教材可供選用。通過調研比較，西安交通大學有關電力生產的學科研究方向與我校的研究方向比較吻合，其在“動力工程及工程熱物理”一級學科中的學位課 “高等流體力學”選擇了西安交通大學出版社出版、張鳴遠等編著的《高等流體力學》一書作為教材，課程組通過對該書內容的分析，也一致認為張鳴遠等編著的《高等流體力學》比較適合我校側重于電力人才培養的需求，因此決定選用該書作為本?！案叩攘黧w力學”課程的教材。與此同時，將調研中搜尋到的各有特點的教材作為參考書目推薦給學生供他們參考使用。
3.教學內容的組織
在進行“高等流體力學”課程教學內容的組織時，結合我校研究生培養方案和學科建設，既照顧到經典流體力學的通用知識，又重視課程知識的針對性、行業應用的特殊性、學生學習的興趣以及與學校其他研究生課程的關聯性。課程內容的組織主要從以下幾個方面考慮：
（1）奠定扎實基礎?！案叩攘黧w力學”是一門系統性、邏輯性較強的課程，作為碩士研究生的學位課，在加深學生對流動所伴隨的物理現象的認識、概念的建立及規律分析的同時，還應努力加深學生學科知識分析和研究問題的基本思想和方法的理解和掌握，提高分析和解決流體力學問題的水平及能力。
（2）突出電力生產特色。針對我校研究生的專業背景和學科研究方向，強調本學科與電力生產流程和設備的結合，強化學生應用流體力學知識，認識并解決相關電力工程問題的能力。教學內容應注重理論與實踐相結合，保持基礎理論知識與工程應用知識的相對平衡。
（3）注重課程的關聯性和完整性。在關聯性方面，首先與本科階段的教學內容要有恰當的分工和銜接，其次要避免與其他相關課程之間缺乏銜接；在自身內容體系的完整性方面，既要注意到對數學知識回顧和補充的必要性，又要對工程中不常見的復雜流動概念的介紹有所兼顧。
考慮以上幾個方面，課程組將教學內容梳理成五部分，第一部分安排了“矢量運算分析”、“場論知識”的回顧以及曲線坐標、張量分析知識的補充；第二部分“流體力學的基本方程”主要介紹流體力學的基本概念，流體力學的控制方程組以及一些相關的重要定理；第三部分“理想不可壓縮流體的流動”介紹平面勢流，空間軸對稱勢流和理想流體中的旋渦運動，其中對平面勢流里的復位勢、疊加法、鏡像法和保角變換法做重點講解；第四部分“粘性不可壓縮流體的流動”中介紹納維―斯托克斯方程的精確解，小雷諾數流動，層流邊界層流動和紊流，其中對工程中應用較多的層流邊界層流動和紊流做重點講解；第五部分“理想可壓縮流體的流動”分別介紹一維流動和平面流動，其中對一維流動做重點講解。
四、教學模式的探討
學生的學習情況在不斷地發生變化，這就需要教師不斷根據實際情況，進行教學模式的探討，充分調動學生學習的主動性和積極性，使他們在有限的學習時間中學習好內容繁多的“流體力學”。
1.教學方法
“高等流體力學”是一門基礎課，基本概念和基礎理論部分內容較多，涉及的公式推導也比較多，傳統的“黑板板書”的教學手段對教學信息的處理和呈現都比較單一，造成學生對于傳熱學內容的理解和掌握有一定的難度。為此，課程組以教材為藍本編制了電子課件，教學中采用板書與多媒體相結合的教學模式，突出傳統板書中能夠清晰講解復雜理論推導的優點，充分利用多媒體教學信息量大、圖像清晰生動的特點。經過一段時間的嘗試，這種教學方法既達到了避免研究生在課堂上因長時間精力高度集中而產生疲勞的問題，又有利于他們理解并掌握復雜的流體力學基本理論的教學效果。
2.教學手段
盡管本課程以課堂講授教學方式為主，但要避免“填鴨式”的講授，要注重以啟發式講授為主的多種教學方法的綜合應用，提高課堂教學的趣味性，以提高學生學習興趣和主動性。課程組結合本科“工程流體力學”多年的教學經驗，在教學過程中注意做到幾個注重：注重物理概念與數學方法的有機結合，強調物理含義的數學表示以及數學內容的物理解釋；既注意嚴格的理論推導，又注意敘述的深入淺出；注重教學思路，教學方法，在引進概念介紹方法時，突出解決問題的思維方法及推理要點；注重從與教材不同的角度或思路來講述同一教材內容，以豐富學生思維和聯想能力；注重引導學生圍繞課程內容，發現問題、提出問題、解決問題，同時再結合課程組教師的科研積累，搜集并提煉出了大量與電力生產緊密關聯的工程案例，通過案例的討論和分析，增強學生學習理論知識的興趣，提升課堂教學的互動效果，增強學生運用理論知識分析并解決工程實際問題的能力。
3.輔助教學
僅僅通過課堂上對教材的學習是遠遠不夠的，還必須配套地做大量的習題，才能較好地使學生掌握具有理論性強、公式多、數理基礎要求高的“高等流體力學”課程?？紤]到我校研究生教學的特點，課程組根據教材的主要內容編寫了典型習題集。習題集力圖做到習題具有典型性，能夠對應教學內容的各個知識點，學生通過習題的練習，能有效地掌握教材中的基本知識。此外，習題集中的習題也盡可能地結合電力生產中的流動問題，幫助學生對專業關聯工程問題進行認識和思考，培養學生應用知識的能力。
4.課程考核
課程考核成績應該能夠較為客觀地反映學生對課程的整體學習情況。為了全面地反映學生的全程學習過程和最終的學習效果，課程組經討論明確了課程的總評成績由平時成績和期末考試成績綜合評定得出，平時成績與期末考試成績的分配比例是2∶8。平時成績包含作業、考勤、課堂表現等幾部分。期末考試采用筆試形式，考試試卷從建立的試卷庫中隨機抽取。
期末考試是課程考核的重頭戲，為了提高學生的學習積極性，同時也為了增強教師的工作責任心，實行考、教分離是一個較好的督促辦法。為此，2012年課程組根據課程的教學要求組織編寫了試卷庫。試卷庫中的試題符合教學大綱的要求，內容豐富、形式多樣、題型一致，試題表述清楚，要求明確，無偏題、怪題，難易得當，考核的知識點覆蓋面寬，能考核學生掌握知識以及應用知識進行綜合分析能力的情況。此次編寫的試卷庫共包含試卷6份，至少夠三年使用，隨著試卷庫的使用，課程組還擬將對試卷庫進行不斷擴充。
五、結束語
“高等流體力學”的日常教學工作一個任重而道遠，為了適應高等流體力學服務于日新月異的學科發展的需求，提高該學位課程的教學效果，更好地為本校研究生人才培養服務，課程組將把教學研究工作不斷地持續進行下去，搜集最新最前沿的相關信息以補充教學內容，探討教學模式以提高教學效果，及時對習題庫和試卷題庫進行更新。相信只要教師多花一點時間，多動一點腦筋，多找一些教育學生的切入點，因材施教，一定能取得好的教育效果。
參考文獻：
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計算流體力學概念范文5
關鍵詞 工程流體力學 教學效果 教學手段
中圖分類號：G424 文獻標識碼：A
To Investigate the Effect of Improving the
Teaching of Engineering Fluid Mechanics
GUO Liping
（School of Petroleum Engineering， Northeast Petroleum University， Daqing， Heilongjiang 163318）
Abstract The characteristics and teaching practical engineering fluid mechanics courses， combining the current teaching problems arise on how to improve teaching effectiveness programs were studied. Can take advantage of advanced research tools aided teaching to enhance students 'interest in learning， using a combination of multimedia and traditional teaching methods to improve classroom teaching through innovative practices to improve students' ability to apply knowledge and innovation.
Key words engineering fluid mechanics； teaching effects； teaching approach
1 工程流體力學教學現狀
1.1 課程難于學習
工程流體力學以高等數學、線性代數、大學物理、工程力學、工程熱力學等多門課程為基礎，通過本課程的學習培養學生具有初步對工程問題的簡化能力，具備一定的分析與計算能力，是學習有關后繼課程和從事專業技術工作的基礎。由于該課程中的理論推導部分應用了較多微積分、微分方程等數學知識，再加上大多數學生沒有實際的工程概念，在實際教學過程中，大部分學生反映：該課程的理論知識抽象、難于理解，概念和方程占的比例較多，對高等數學、線性代數知識要求較高，理論知識與工程實踐結合難度較大。①總而言之，在傳統的注入式教學模式下，對大部分學生來說，“工程流體力學”是一門非常不好學的課程。
1.2 理論知識與實際應用脫節
在大部分工科院校的工程流體力學課程教學中，課題主要教給學生講授本課程的基本概念、基本理論及公式推導，這些在教學實際過程及考核時基本都可以完成。這種指導思想下完成的教學效果是，學生可能只會對考核中出現的知識點做機械的符號記憶，如果在后續專業課的學習時或工程生產實際中，涉及到工程流體力學的相關知識，學生們會無從下手，找不到合適的解決問題的方法。
1.3 傳統教學方式的缺陷
傳統的板書教學模式已有悠久歷史，教學理論非常成熟，已經積累了大量的教學經驗。在傳統教學過程中，一般是通過教師的生動、形象的講述，學生相對易于接受，老師與學生之間也可以面對面地探討一些疑難問題。而對于工程流體力學這門課程而言，教學內容不可避免地會涉及到一些類似數學公式的推導，傳統的板書教學方式能夠留給學生更多的思考時間，同時，也能夠加深學生對公式推導過程的理解，加強記憶。由于傳統的教學模式主要是依靠粉筆與黑板的教學條件，教師是教學模式的主體，教師表達能力的好壞、知識的豐富程度嚴重影響教學效果，與此同時，教學效率也非常低下，在有限的學時，很難使教學內容豐富，由此也扼殺了學生創意的產生和個性的發揮。②
1.4 多媒體應用的弊端
多媒體是一種把文本、圖像、視頻、動畫和聲音等信息的媒體集成在一起，并通過計算機綜合處理和控制的一種信息技術。多媒體教學具有教學形象、生動、具體、信息量大、易于理解的優點。在各高等院校專業課的教學過程中得到了廣泛應用，給教學工作帶來了極大的方便。一方面，借助于多媒體教學不僅可以在一定程度上吸引學生的注意力，減輕教師板書的勞動量，另一方面是可以將一些復雜的、難于形象描述的流體流動現象和工程實際的圖像資料清晰地展現給學生，使教學內容直觀明了。同時，課堂氣氛動靜結合、增強互動性。與此同時也存在一些弊端：③由于大學課程教學內容進程快，信息容量大，一環緊扣一環，即使是傳統的教學模式下，在中、小學課堂上出現的活潑、互動的啟發式教學場面，在大學課堂教學時很難出現。
2 如何提高工程流體力學課程教學效果
2.1 充分利用先進的科研手段輔助教學
工程流體力學這一課程中涉及到的流場描述等知識點理論抽象、方程較多，僅借助于多媒體演示等手段教學，效果并不很好。如果將先進的科研手段輔助教學，例如將先進的激光粒子測速技術（PIV）應用到“工程流體力學”的教學過程中，④比如可應用拉格朗日描述流體流動和歐拉描述流體流動、紊流和層流流動的特點、圓管中流體紊流和層流軸向速度分布特征等相關章節中，借助于先進流體流動測試技術，能夠使學生對抽象的理論進行深刻的理解，同時可激發學生對課程內容進行深入探索、從事科學研究的興趣。
2.2 傳統教學方式與多媒體教學手段相結合
多媒體教學技術的發展并不意味著必須摒棄一切傳統的教學手段和方法，如果將傳統教學方式與多媒體教學手段相結合，揚長避短，發揮各自的優勢，提高課堂教學效果。對于工程流體力學這門工科專業基礎課程，在進行復雜的理論公式推導教學時，經驗證明：如果教師使用板書的教學方式，在黑板上一步一步推導，而不是使用多媒體，打出一系列的數學符號，這樣既可以給學生更多的思考時間，又能夠使學生理解公式推導過程，使學生的記憶加強。而對于一些基本概念和特定的流體流動現象，可以借助于多媒體教學手段，加深學生對基本概念和流體流動現象的理解與認識。
2.3 構建學生創新實踐操作平臺
工程流體力學是一門建立在實驗研究基礎上的學科，也是一門實驗科學。很多流體力學理論都是通過實驗研究建立起來的，一些理論分析得出的結論也需要實驗來證實，而實驗又必須在理論分析所得出結論的指導下進行。因此實驗是工程流體力學課程的必不可少部分，是非常重要的教學環節。它不但可以驗證理論研究結果，同時，在幫助學生學好工程流體力學這門課程的基礎上，培養學生進行科學探索、創新能力和獨立工作重要環節。雖然目前大多數高校都把實驗教學列為工程流體力學課程教學的一部分，貫穿于課程始終。但大多以驗證性實驗為主，實驗教學方法單調，又有師資力量、實驗課時和實驗設備等多種因素的制約，學生實際可選擇的范圍很小，在很大程度上限制了學生獨立思考、分析問題、解決問題的能力，不能很好實現工程流體力學實驗教學的目的。因此，建立學生創新實踐操作平臺，在完成課程基礎理論驗證實驗的基礎上，結合不同專業學生知識體系和將要從事的領域，開設創新實驗，以此來激發學生的學習興趣，培養創新能力。
3 結束語
為提高工程流體力學課程的教學效果，可以通過利用先進的科研手段輔助教學來提高學生學習興趣，采用傳統教學與多媒體教學相結合方式進行“教”，通過學生創新實踐來提高學生對知識的應用能力和創新能力。
注釋
① 黃芬霞.石油工程專業流體力學課程的教學改革探討與實踐[J].考索?探微，2013.12（1）：231-232.
② 陳曉珊，洪文鵬等.工程流體力學課程改革的思考[J].東北電力大學學報，2003.6（3）：54-56.
計算流體力學概念范文6
關鍵詞：工程流體力學；計算流體力學；CFD軟件及源程序；教學研究
中圖分類號：G6420；TU 文獻標志碼：A 文章編號：10052909（2015）05015404
一、工程流體力學與CFD軟件、源程序
計算流體力學（Computational Fluid Dynamics，簡稱CFD）軟件通過計算機數值計算和圖像顯示后處理，對包含流體流動和有熱傳導等相關物理現象作出系統的分析。目前，CFD 技術已經廣泛應用到航空、航天、氣象、船舶、水利、化工、建筑、機械、汽車、海洋、體育、環境等領域，取得了令人矚目的成就。在現代科學技術高度發展的今天，計算技術已被引入到流體力學領域，使以前因計算過于復雜而影響進一步探討的流體力學問題逐步得以解決，計算流體力學已經成為研究流體力學的重要方法[1-3]。常用的CFD計算軟件有FLUENT 、CFX、Phoenix等。FLUENT 軟件是目前常用的一套高性能的數值軟件，是專門針對流體工程數值計算與仿真需求而開發的一種流體數值仿真軟件。
工程流體力學課程教學內容主要分為流體靜力學、流體動力學、相似和量綱分析、管中流動、孔口出流和縫隙流動等[4]。其中，管中流動主要研究圓管中的層流及紊流、管路中的沿程阻力、管路中的局部阻力及管路計算等，涉及到一系列的概念和理論公式，學生理解起來有點枯燥、困難[4-5]。通過利用FLUENT軟件和源程序進行數值模擬這一環節，變枯燥的理論公式計算為生動的計算機數值求解，既提高了學生的學習興趣，同時也使學生有了更多的感性認識和理性認識，增強學生解決實際問題的能力。在流體力學課程教學中， 有意識地穿插計算數學、Fortran語言編程、CFD知識，有助于學生理解流體力學公式及方程，
也可以加強學生對其他學科知識的理解和掌握，達到多學科之間的融會貫通， 觸類旁通。為此，筆者對科研成果中相關源源程序、部分開源程序和CFD 軟件在工程流體力學課程教學中的應用做了一些探索與實踐。
二、 教學案例
（一） 圓管中的層流及紊流教學實例
在工程流體力學教學中，管中流動是主要章節的內容，涉及的理論和公式多，不易理解。圓管流動有層流和紊流兩種流動狀況。雷諾數是判別流體流動狀態的準則數。為加深學生對流速分布和壓強分布規律的理解，在教學中可安排課外作業，設置用FLUENT軟件來模擬研究三維圓管的層流和紊流流動狀況，作出驗證分析。
圖1為圓管流動入口和出口邊界截面的流速分布圖（l=2m， d=0.1m）。取流動充分發展部分，離入流邊界x/D=1.6的截面其流速分布如圖2所示?？梢钥闯隽魉傺匕霃結方向成拋物線分布，與書中理論公式相符，如式（1）所示。通過數值模擬，學生對圓管內流動速度分布有了更深刻的認識。
由圖3可以看出圓管內部壓強分布從管口處向延伸方向逐漸減小，可知流速相應增大，符合流速大、壓強小的流動定律，也符合圓管流動壓降的原理。另外從入口處的壓強分布可以看出，在圓管任何截面上，其壓強分布也不是均勻的，也有分層現象。＼
圖 3 圓管內部壓強分布
圖4為圓管軸線上的速度分布。由圖可以看出，在圓管的軸上，進口段流速分布變化較大，從進口流速v1=0.005m/s急劇上升到最大流速umax=0.00 848m/s。層流入口段長度有經驗公式可以算的，即
L≈0.058 dRe （2）
可算得入口段長度約為1.18m，由圖4顯示效果可以看出，流速在離入口1.1m到1.2m之間，即入口段長度約為1.1～1.2m，符合書中理論計算結果。
圖 4 圓管軸線上速度分布
圖5為圓管內部x軸方向不同截面的流速分布，可看出流速在截面上從入口到出口的變化。水流在圓管內部的流速分層很明顯，靠近壁面處流速接近于零。
圖 5 主流方向截面流速分布圖
圖6為圓管紊流充分發展段某一截面的流速分布圖。從圖中可以看出在紊流充分發展段，截面流速散點圖最高處幾乎為一條直線，說明圓管內大多數流體流速趨于穩定，而是更加平滑。紊流過流斷面的流速對數分布比層流的拋物面分布均勻得多，這在理論上符合紊流流速的對數分布律，即：
uu=1Klny+C（3）
圖6 Y方向中心軸線的流速分布
（二）管路中的沿程阻力教學實例
在流體力學教學內容管中流動一章的教學實踐中，筆者利用前期研發的程序[6]設置了以半擴散角為4o、擴散度為3.92的錐形漸擴管路內的不可壓縮流動數值模擬算例，旨在將對接科研成果的教學模式用于輔助工程流體力學課程教學實踐。已知條件：錐形漸擴管路前接管直徑為30 mm，后續管直徑為50 mm，總長度為70 mm。管內流動介質為空氣，進口速度為1m/s。 網格模型如圖7所示。
圖7 錐形漸擴管路系統內流場網格模型
數值計算結果如圖8所示。從圖中可清晰看出，在突然擴大段，壓力逐漸增大，表現擴壓效果，但中心線上的速度呈下降趨，若擴散角增大時，在漸擴段會出現局部回流區，這是造成局部能量損失的重要原因。
圖8 錐形漸擴管路內壓力場
局部阻力誤差分析：對于錐形漸擴管的局部阻力，可以用包達定理的形式表示：
hζ=ku1-u222g（4）
其中，k為經驗系數。由式可知，錐形漸擴管局部阻力損失理論計算公式為：
hz = ku1 - u2 22g = k1 - A1 A2 2×u21 2g = k1 - A2 A1 2×u22 2g（5）
其中A1為漸擴管上游橫截面積，A2為漸擴管下游橫截面積（m2），u1為漸擴管上游平均流速（理論值），u2為漸擴管下游平均流速（理論值）。A1 = πd21 4 = π×124，A2 = πd22 4 = π×224，u1=1 m/s，g=9.8m/s2 。代入（5）式得：
hζ理=0.004 305 m
實際流體的伯努利方程為[7]：
Z1 + P1 ρg + u21 2g = Z2 + P2 ρg + u22 2g + hf + hζ （6）
將仿真結果代入上式，其中Z1=Z2=0 P1=-0.03pa，P2=0.4pa，u1=1.06m/s， u2=0.58 m/s， hf=0， 得 hζ模擬=0.00 435m。誤差率為：
η=hζ模-hζ理hζ?！?00%
=0.00 435-0.004 3050.00 435×100%=1.03%
（三） 后臺階流動教學實例
為讓學生對雷諾數有更進一步的感性認識，利用開源CFD程序[8]可設置后臺階流動教學實例，比較不同入流Re數時臺階后渦的大小和長度，現選擇四種Re數工況的計算結果進行后處理，得到如圖9所示的流線圖。從圖中可以看出，隨Re數的增加，臺階后方主渦的大小呈增大趨勢，在Re=1 000時在上方有次生渦的出現。
圖9 不同雷諾數下的流線圖
三、 教學實踐中的幾點體會
（一） 理論教學與數值實驗教學的合理利用
在工程流體力學理論教學時可結合數值實驗教學加以輔助，例如在管中流動一章教學時，可以用上述相關教學實例。由于在進行課堂演示教學時，依計算機性能及不同問題的規模難易程度，數值模擬求解的時間將有不同，要掌握合理數值模擬時間。可采取讓學生安裝CFD程序及軟件，并要求學生事先自學使用方法，嘗試數值預測，預習理論知識。然后教師理論教學時對學生預測結果進行抽樣調查分析，將理論結果與計算結果比較分析。條件許可的話，也可以通過高性能集群提交計算作業，在較短的時間內獲得計算結果。這樣學生對復雜的理論就能有深入的認識，同時也鍛煉了學生的科研能力。
（二）適當安排精選案例教學
課堂教學演示案例的選取應做到簡單且具有代表性。 案例簡單能夠減少計算機的運行時間，使教學更加緊湊；而有代表性的案例貼近生活或工程實際，則有利于提高教學趣味，開闊學生的視野。由于課堂教學時間有限，因此應在簡單演示教學案例的基礎上，精心布置較為復雜的課外任務。
（三） 源程序和軟件互補
在數值模擬教學中結合利用軟件和程序。軟件不是萬能的，商用軟件所能解決的問題是已在學術界得到充分研究的問題，對于科學研究來說，自己編程是必不可少的。一方面，自編程能更好地理解CFD具體實施過程，對商用軟件的理解和使用也是有幫助的。另一方面，自編程序還可以更好地對接科研成果，用于工程流體力學課程輔助教學。
四、結 語
通過上述幾個數值模擬實例可以看出，數值模擬過程并不太難，但結果更形象直觀。借助計算機輔助手段，在工程流體力學課堂教學中，利用CFD軟件及源程序進行數值模擬輔助理論教學， 將理論性較強的內容形象化，可以開闊學生的視野， 激發學生的學習興趣和創新意識， 加深學生對基礎理論的理解。此外，通過對接科研成果，用源程序進行數值實驗教學還可以培養學生的動手能力和科研能力，豐富數值實驗教學內容。參考文獻：
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