流體力學現(xiàn)象精選(九篇)

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第1篇：流體力學現(xiàn)象范文

[論文摘要]結合學習主體所處的時代環(huán)境變化和流體力學知識體系的學科跨度大以及對數(shù)學基礎知識要求很高的特點，分析了流體力學教學中存在的問題和難點，提出大量采用實驗模型和實例教學以加強流體流動現(xiàn)象的觀察理解對提高流體力學教學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，其變形便會隨時間持續(xù)增大，不像固體那樣，一定的受力只能產生一定的變形。流體力學的基本理論非常嚴密，描述流體流動現(xiàn)象的數(shù)學方程非常復雜，高度非線性[1]，因此學生對流體力學敬而遠之的現(xiàn)象比較嚴重。此外由于因特網(wǎng)及電子計算機的普及，各種虛擬現(xiàn)象泛濫，在這樣的環(huán)境下成長的學生接觸和感受實際發(fā)生的各種流體流動現(xiàn)象的機會大大減少，對自然現(xiàn)象的觀察和理解能力很弱。很多學生在接受流體力學教育之前所受的應試教育的影響下[2]，學習只是為了在短時間內對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，近年來許多學者從教育學的角度提出了疑問[2]。只有直面實際的流體流動現(xiàn)象，抓住問題的本質，才能誕生真正的學問和研究。筆者基于對本科和研究生的流體學教學中存在的難點和問題，指出了重視流體流動現(xiàn)象的觀察和理解對提高流體力學的教學效果的必要性和重要性。

一、流體力學教學面臨的問題

（一）新形勢下學生所處的社會環(huán)境變化

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

因特網(wǎng)的普及使得在短時間內獲得大量的信息或實時獲得信息成為可能，近年來出現(xiàn)學生過度依賴因特網(wǎng)的傾向，疏遠了紙質圖書及相關文獻這些知識比較系統(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，還有很多不準確甚至錯誤的信息，即使是正確的信息，各信息段之間也缺乏系統(tǒng)性，因此學生僅通過因特網(wǎng)難以建立系統(tǒng)的知識體系的。

手機在學生中的普及也使得學生們在實際問題時，不是自己獨立分析問題，找出問題發(fā)生的原因，而是直接利用手機詢問他人求得答案，這樣很難培養(yǎng)獨立制定計劃，對可能事態(tài)進行預測，獨立進行解決問題的能力。這恰恰是對一個未來走向社會成為一個優(yōu)秀的技術人員的必經的磨礪之道。

（二）流體力學教學面臨的問題

流體流動的力學模型及其運動的物理意義難以理解[3]。流體粘性產生的模型與牛頓粘性定律之間的對應關系就是最好的一個例證。大多數(shù)學生雖然能夠使用牛頓粘性定律進行計算，但對運動的流體為何會產生粘性卻不能正確的理解。的確，對于涉及到流體力學的某些技術或產品設計，只要懂得一定的計算即可，但是對于開發(fā)和設計全新的產品，如不能準確把握所涉及到的相關流體流動的物理本質，有時會產生完全錯誤的設計結果。

流體的運動狀態(tài)繁多，流體力學融合領域廣，要求學生掌握更多的學科預備知識，尤其對數(shù)學知識的要求更高，使部分學生覺得流體力學是難以接近的一門課。同一流動現(xiàn)象常常可以從多個角度進行解釋，容易使學生產生混亂。比如對翼型的流體力學工作原理，可以從流體流動的動量變化、伯努利方程、壓力積分、流線的曲率變化等幾個方面進行解釋，解釋方法之多反而會使學生產生混亂，但每一種解釋方法都是正確的，解釋的都是一個本質，只有完全理解各種解釋方法所依據(jù)的理論，才可以解除認識上的混亂，將學到的知識條理化、系統(tǒng)化。

描述流體流動的數(shù)學方程高度非線性化，數(shù)學上求解比較困難。描述流體流動的納維斯方程和能量方程是否可以求解以及數(shù)學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)學功底，但近年來學生的數(shù)學和力學基礎存在下降的趨勢。

學生在進入大學前所接受的應試教育的影響很大，以考試成績自評學習效果的認識根深蒂固[4]。實際的流體流動現(xiàn)象往往沒有單純的標準答案，有時甚至存在多個解，重要的是抓住流動現(xiàn)象的物理本質，系統(tǒng)的理解流體力學的基本原理。

二、教學方法對應

解決上述問題的根本方法，筆者認為只有從流體力學教學上，直面涉及流體的各種現(xiàn)象，使學生準確的把握物理本質。為此在流體力學課堂上，廣泛采用流體模型教學和實例教學，增加學生觀察理解各種流動現(xiàn)象的機會，喚起他們對本門課的興趣的同時，讓他們形成為探究流動現(xiàn)象背后的物理本質進行思考的習慣，這對解決流體力學教學所面臨的問題至關重要。

使用電吹風斜向上吹一個讓學生事先準備好的氣球模型，沒經驗的學生會意外的發(fā)現(xiàn)氣球會向斜上方飄起。這一流體流動現(xiàn)象可從風從氣球上部通過時，由于氣球表面的影響風的流向會產生變化，也就是流線產生彎曲，根據(jù)風的動量變化必然產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得到解釋。從這一簡單的模型教學，還可以解釋飛機的機翼通過改變空氣的流向進而獲得升力的流體力學上的工作原理。

在一個裝滿水的塑料瓶內分別放入密度大于水和小于水的鋼球和泡沫小球，然后放在一個可移動桌面上，使桌面等直線加速運動，可發(fā)現(xiàn)鋼球運動較慢留在瓶底，而泡沫球運動較快停在瓶嘴附近。觀察這一個現(xiàn)象引導學生：泡沫球運動得較快是因為等加速運動瓶內流體的靜壓在運動方向上遞減形成壓力梯度，小球的前進方向的壓力大于等加速運動產生的慣性力，因此小球相對于塑料瓶向前運動；而作用于鋼球的前進方向的靜壓力雖然與泡沫小球相同，但慣性力大于前進方向的靜壓力，因此鋼球相對于塑料瓶向后移動。這一模型教學比一般教科書上關于流體等加速直線運動流體的靜壓分布的例題更容易使學生抓住問題本質，且能培養(yǎng)學生獨立思考之習慣，使學生體會到透過流體流動現(xiàn)象來正確觀察和理解把握流體力學基本規(guī)律的樂趣。

經常使用立式洗衣機的人都知道，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，也會被掏出來[5]。把這個實例在課堂上講出后，學生們甚有興趣，追問其中的奧秘，當教師根據(jù)伯努利定律做出解釋并介紹伯努利這位集物理學家、數(shù)學家、力學家及醫(yī)學家于一身的瑞士的大科學家的基本情況后，學生們頓時對這位科學家充滿了崇敬之情，通過大量這種實驗模型及實例教學，學生們對學習流體力學這門課更有了興趣和信心，教學效果的提高自不待言。

三、結語

本文詳盡的分析了計算機、因特網(wǎng)、手機等現(xiàn)代化通訊工具普及后對學生產生的影響，由于流體力學課程知識體系的特點，這種影響產生的負面問題很多，尤其是教授成長在應試教育體制下走入大學的學生，更需要轉換認識，改變教學觀念，在課堂教學中廣泛植入實驗模型教學和實例教學，讓學生直面實際存在的各種流體流動現(xiàn)象，通過實際的流體流動現(xiàn)象的觀察和理解，達到生動及形象的把握這些流動現(xiàn)象背后的流體力學的基本定理，有效提升教學效果的同時，通過簡單實驗模型的制作還可提高學生的動手能力，這對學生走向社會成為一個具有創(chuàng)造性思維能力、獨立思考的優(yōu)秀技術人員也是一個必不可少的雛形磨礪。

[參考文獻]

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第2篇：流體力學現(xiàn)象范文

本書旨在描述旋轉、分層與磁場是如何影響湍流的。

本書共有19章，1：波動與湍流的相互聯(lián)系，包括波動的三種類型、波與湍流、地球物理與天體物理中的湍流。從第2章開始分為3部分。第1部分為從流體力學到磁流體力學，討論了簡單旋轉液體、分層流體的基本理論和磁流體力學，含第2-7章：2.初等流體動力學，包括納維葉-斯托克斯方程、粘性流體中的能量損耗、渦度方程等；3.旋轉流體運動，包括地球自轉偏向力、慣性波、波動與穩(wěn)定性、羅斯貝波等；4.分層流體運動，包括波西內斯克近似、阻塞高壓、背風波、內重力波、位勢渦度、谷風；5,電動力學方程，包括麥克斯威方程、安培法拉第定律完整版、洛倫茲力、麥克斯威應力、法拉第張力、磁場與速度場的轉換；6.導電流體運動：磁流體力學，包括磁流體力學方程、低磁雷諾數(shù)下的磁阻尼、高磁雷諾數(shù)下的動力學等；7.湍流的不穩(wěn)定性與轉換，包括成層切變流的穩(wěn)定性、理想流體磁流體力學平衡穩(wěn)定性等。

第2部分為沒有體積力作用的湍流，討論了從基本原理中發(fā)展出來的湍流理論，含第8-11章：8.湍流的基本性質；9.湍流語言：運動學與統(tǒng)計學，包括速度關聯(lián)函數(shù)與結構函數(shù)、傅里葉空間、各向同性的簡化；10.流體動力學湍流Ⅰ：經典理論，包括理查森現(xiàn)象與科莫現(xiàn)象、渦旋伸展與實質線伸展、卡霍二氏方程式等；11.流體力學湍流Ⅱ：旋轉、分層與磁流體力學湍流，包括各向同性湍流、二維湍流等。

第3部分為有體積力作用下的湍流，這是本文的核心部分，討論了旋轉、分層與有磁場作用下的湍流，含第12-19章：12.快速旋轉流體，包括波傳播中的結構形成、氣旋反氣旋不對稱、能量衰減速度；13.地球物理：淺水體，快速旋轉湍流，包括控制方程、統(tǒng)計學不變量、β平面湍流及其緯向環(huán)流與光譜；14.均勻分層湍流，包括控制方程與無因次群、尺度分析、分層湍流的光譜分析、能量衰減速率等；15.分層切變流與大氣邊界層，包括分層剪切流方程與通量理查森數(shù)、大氣邊界層等；16.小磁雷諾數(shù)磁流體力學，包括控制方程、角動量守恒、渦流的演化等；17.地心處的湍流：地球發(fā)動機，包括地球發(fā)動機理論、地球的結構與磁場分布、數(shù)值模擬、其他行星發(fā)動機；18.高磁雷諾數(shù)磁流體力學，包括二維磁流體力學、螺旋氣流與選擇性衰減、阿爾芬湍流的譜理論等；19.天體物理湍流，包括吸積盤、太陽渦流、太陽風。

第3篇：流體力學現(xiàn)象范文

關鍵詞：流體力學；教學改革；探討

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A

流體力學是一門研究流體運動基本規(guī)律以及流體與物體之間的相互作用力的學科，它作為一門嚴密的且應用面很廣的專業(yè)基礎學科，是以數(shù)學、物理學為基礎發(fā)展起來的，也是土木、機械、動力、水利、環(huán)境等學科的一門技術基礎課程。改革開放以來，雖然各院校在該課程教學實踐中都積累了豐富的經驗并取得了不少成果，但是在該課程建設中仍存在著許多問題。論文結合教學現(xiàn)狀，從學生興趣培養(yǎng)、教學方法改革以及師資隊伍建設三方面探討提高流體力學教學水平的方法。

一、 流體力學教學現(xiàn)狀

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

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

因此，采用一種有效的教學方法進行流體力學理論和實驗教學的改革，激發(fā)學生的學習積極性和主動性，以提高流體力學課程教學質量，并對相關專業(yè)產生積極的影響，從而促進學生創(chuàng)新性的培養(yǎng)非常有必要。

二、 培養(yǎng)學生對邏輯思維的興趣

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

三、 教學方法探討

教學方法作為聯(lián)結教師和學生的重要紐帶，在提高教學質量方面起著重要的保證作用。為了更好地適應學科發(fā)展要求，工科“流體力學”課程方法的改革勢在必行，作者結合自身多年的教學經驗，針對該課程特點，認為應該在以下幾個方面進行課程教學方法改革。

（1）重視緒論課的作用

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

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

（2）從實例中引出教學內容

流體力學雖有概念多、邏輯性強、理論上較難理解的特點，但卻與生活和生產實際密切相關。在具體教學內容的講解過程中，穿插一些生活中的現(xiàn)象，并結合課本中的理論“雙管齊下”，利用學生求趣、求新、求知的心理，引導學生學習并掌握教學內容。例如，在講流體粘性時，比較水的粘性和油的粘性；在講流體靜力學知識時，可講一些水庫垮壩事件，主要是設計時有缺陷和施工存在著質量問題，不能承受水對壁面的靜壓力。另外，還可以進行一些相關事例的延伸，如是否建設三峽工程時流體力學專家的爭論，通過分析得到的建設三峽工程必要性的結論等，使學生切實體會到學好流體力學的重要性[5]。利用這些鮮活的事例，使課堂教學更生動、更有意義。

（3）師生互動，培養(yǎng)良好學風

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

（4）重視實驗教學

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

（5）傳統(tǒng)教學方式和多媒體技術互補

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

四、師資隊伍的建設

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

五、 結論

論文結合流體力學教學現(xiàn)狀，從學生興趣培養(yǎng)、教學方法改革及師資隊伍建設三方面論述的教學方法，將教與學有機結合起來，使枯燥的流體力學課堂變得生動活潑，多方面激發(fā)學生的主動性、積極性及創(chuàng)造性。將上述方法運用于教學實踐后發(fā)現(xiàn)，該方法能夠有效的提高流體力學課程的教學效果。

參考文獻

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第4篇：流體力學現(xiàn)象范文

關鍵詞：高等流體力學；教學內容；教學方法；教學模式

中圖分類號：G643 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）10-0192-03

近幾年，計算流體力學與各種工程實際問題的結合越來越密切，已成為解決各種流體流動與傳熱問題的強有力工具，并已成功應用于建筑、環(huán)境、流體機械等技術科學領域。過去只能靠實驗手段才能得到的某些結果，現(xiàn)在已可以借助于計算流體力學的手段來完成。在高等建筑院校的土木工程、環(huán)境科學與工程等學科中，因涉及大量的流體流動問題，因此，普遍開設了研究生課程――高等流體力學（計算流體力學）。

多年來，計算流體力學的教學內容主要是有限差分法、有限元法、離散化方法等，重點仍然是算法的數(shù)學基礎、收斂性的證明及離散精度的討論。在教學過程中發(fā)現(xiàn)學生對課程中涉及的大量數(shù)學推導感到乏味，課程學完后，如何采用計算流體力學方法對一個具體的流體流動問題進行模擬和分析，學生往往感到無從下手，并且難以正確采用計算流體力學的理論和方法解決工程實際問題，因此學生也不能學以致用。當前的研究生課程教學，不僅在分析問題的深度和廣度上顯得不足，在教學方法上也存在靈活性不足，互動性不夠，缺乏新穎性等問題。因此，結合學科的發(fā)展特點對計算流體力學課程現(xiàn)有的教學內容、教學體系及教學方法進行改革，并進一步將計算流體力學理論與解決工程實際問題緊密聯(lián)系在一起，培養(yǎng)和提高學生的學習能力和創(chuàng)新能力顯得尤為必要。

我校研究生課程“高等流體力學”的教學內容緊密圍繞計算流體力學的內容，課程組在重慶大學研究生重點課程和重慶市研究生重點課程教改項目“高等流體力學”的資助下，對教學體系、教學內容、教學方法等方面的改革做出了一些嘗試，力圖使其教學內容反映學科的特色，發(fā)揮計算流體力學本身應有的優(yōu)勢。此外，由于研究生課程教學學時有限、學生基礎不均，因此，在教學過程中，合理選擇教學內容、提高教學效率、拓展課程的專業(yè)視野、增強學生學習主動性，使得課程學習更好地服務于課題研究，是該課程必須考慮的幾個主要環(huán)節(jié)。本文圍繞高等流體力學課程教學改革進行了一些探討，并提出了一些建議。

一、優(yōu)化教學內容

計算流體力學（Computational Fluid Dynamics，簡稱CFD）已經超越了其傳統(tǒng)的外延和內涵，不再僅僅是一些數(shù)學理論和概念，而正成為一門建立在經典流體力學與數(shù)值計算方法基礎之上的新型獨立學科。就CFD本質來講，流體動力學是建立能準確描述具體流動過程的數(shù)學微分方程組，依據(jù)模擬幾何模型和流動過程特點給予相應的邊界條件，最后，聯(lián)立求解方程組，得出一定精度的模擬結果[1]。CFD兼有理論性和實踐性的雙重特點。特別是隨著計算機軟硬件技術的發(fā)展和數(shù)值計算方法的日趨成熟，出現(xiàn)了基于現(xiàn)有流動理論的商用CFD軟件，可以通過計算機數(shù)值計算和圖像顯示的方法，在時間和空間上定量描述流場的數(shù)值解，從而達到研究物理問題的目的。商用軟件的出現(xiàn)為學生學習掌握計算流體力學提供了有力的輔助手段，但是計算流體力學所依賴的基本流體力學知識和數(shù)學基礎仍然是非常重要的。因此，為順應科學的發(fā)展和工程問題研究的需要，計算流體力學作為一門重要的研究生學位課程，在教學中既要注重理論知識講解，還需拓展其實際應用范圍。對于普通建筑工程類專業(yè)的研究生來講，最關心的是如何用CFD手段來解決本研究領域的實際問題，所以關鍵是掌握計算流體力學關于建模、離散、湍流模型的選擇、對流差分項的格式及時間積分格式的特點等內容；學會如何編制自己的CFD程序；如何使用現(xiàn)有的商用軟件。

課程的教學目標，要求學生完成高等流體力學課程的學習后，必須掌握流體力學的分析推理方法，常見湍流計算模型以及相關軟件（CFD）的使用，要具備利用高等流體力學知識分析和解決實際問題的能力。在課程內容方面的設計上，應注意內容的系統(tǒng)連貫和循序漸進，便于學生掌握基本理論和分析流體力學問題的基本方法。

優(yōu)化的教學內容包括以下幾個部分：①矢量場論；②流體力學基本概念及運動描述；③流體力學基本方程組及其求解；④湍流現(xiàn)象及湍流研究的基本方程；⑤粘性流體流動的數(shù)值分析方法；⑥離散化方法；⑦對流與擴散以及流場計算；⑧軟件――CFX及其應用。其中，為了加深對流體力學的理性認識和理解，掌握流體力學中的思維特點和較綜合的分析推理方法，使學生在理論修養(yǎng)和實際處理流體力學問題的能力上都有明顯的提高，課程組教師在教學過程中，新增了離散化方法、對流與擴散以及流場計算和軟件應用三個部分的內容。增加了CFD軟件的實踐教學環(huán)節(jié)，注重學生的對軟件的使用操作的理解，使其學以致用。減少了勢流計算、粘性流動解析解以及邊界層理論這部分內容。加大了CFD應用程序這部分內容。

教材選用本校課程組編寫的《高等流體力學》，帕坦卡編寫的《傳熱與流體流動的數(shù)值方法》，和陶文銓編寫的《數(shù)值傳熱學》；參考教材選用吳頌平翻譯的《計算流體力學基礎及其應用》，王福軍編寫的《計算流體動力學分析》，張兆順著的《渦流大渦數(shù)值模擬的理論和應用》；實踐教材選用孫紀寧編著的《ANSYS CFX對流傳熱數(shù)值模擬基礎應用教程》；此外，我們還建立了相關的學習網(wǎng)站，網(wǎng)站上有課程大綱、教學內容、學習輔助材料等。

課程學時數(shù)共45學時，采用“兩段制模式”教學，即將計算流體力學課程分為既有關聯(lián)、又相互獨立的兩部分。第一部分以基礎知識為主，第二部分以應用為主。兩部分獨立講授，第一部分著重講述流體動力學基本方程、離散化特征、對流差分格式、邊界條件的處理、紊流模型等，第二部分講述流體流動仿真與CFD軟件應用。授課對象為學術型碩士、專業(yè)型碩士，授課對象是掌握較強流體力學知識的學術型碩士研究生時，強化第一部分內容；授課對象是專業(yè)學位研究生時，則側重第二部分內容。

二、豐富教學方法，注重自主學習能力

1.凝練教學內容，提升教學起點。為了使高等流體力學課程的知識更好地為建筑環(huán)境與設備工程、市政工程、環(huán)境工程等專業(yè)服務，需要對教學內容進行凝練。通過參閱其他理工科院校相關院系的教材和講義，從中精選出適合專業(yè)需要的內容編寫教材，并對某些不足進行改進，注重內容的系統(tǒng)性和連貫性，使之既能清晰反映高等流體力學的基本理論，又能結合上述幾個專業(yè)的實際應用特點，與專業(yè)課進行有機銜接和整合。著重收集了與建筑土木工程相關的流體力學內容。

考慮到研究生的知識水平和知識結構與本科生有較大區(qū)別，并且多數(shù)學生已經掌握了工程流體力學的一些基礎知識，選取的教學內容具有較高的起點，使學生在較高的層面上學會應用流體力學這個理論工具。

2.采用精講多練的教學方法。教學方法由講授、聯(lián)想、解疑、歸納、作業(yè)這幾個部分組成。其中講授要抓住重點難點，由淺入深的講解，由于課時較少，內容多，要求學生在上課前充分準備每一講的內容。在課程教學中改變教師講、學生聽的習慣做法，使學生在課堂上積極思考、踴躍發(fā)言。

高等流體力學課程具有理論性強、數(shù)學推導能力要求高的特點；但是另一方面，其課時相對較少，為了解決內容深與課時少的矛盾，在授課方法上側重于精講多練。對關鍵的基礎理論部分（如流體力學基本守恒方程的推導），安排較多的學時講深講透，使學生能夠從本質上掌握流體力學這個理論工具。同時，課后安排與基本理論密切相關的習題和工程問題讓學生加以訓練，使學生加深對理論的理解和消化，同時提高應用理論工具解決實際問題的能力。

3.利用板書、多媒體技術、網(wǎng)絡輔助教學相結合的教學手段。高等流體力學課程是一門理論性和應用性都很強的學科，授課手段不應一成不變。在公式推導過程中較多地采用板書的方式更符合學生的思維習慣；對于一些實際工程問題或自然中存在的流體力學現(xiàn)象，采用動畫或視頻的形式展示更加生動形象，可以幫助學生較快地建立感性認識，從而更好地理解復雜規(guī)律。同時，利用網(wǎng)絡及時向學生提供教學資源，包括：課程大綱、授課教案、講義、課后習題、國內外相關教材等資料，旨在給學生提供一個全面、簡便、輕松的教學環(huán)境。

4.利用試驗和CFD模擬加深學生對基本理論的理解。本課程利用學校和學院的實驗設備資源，開設演示性實驗、驗證性試驗和設計性試驗。安排適量的CFD程序操作課程，并邀請國內外大型設計院人員講解CFD軟件，加深學生對流體力學工程應用的理解。此外，課題組任課教師所從事的科研活動，也給不少學生提供了實踐的機會和場所。收集了與建筑土木工程相關的工程案例，通過案例討論和分析，增強學生學習理論知識的興趣，提升課程教學的互動效果，增強學生運用理論知識分析并解決工程實踐問題的能力。

5.啟動雙語教學。為了便于學生快速準確地理解國際上關于本學科的新知識和先進技術，使學科技術更好的與國際接軌，我們在教學中逐漸開展了雙語教學?？紤]到學校的實際情況、學生英語水平參差不齊等問題，一開始就全部采用外語教學，勢必會影響教學效果，因此在學生學習初期使用母語教學，然后逐漸地部分或全部使用第二語言（英語）進行教學。同時我們加強師資隊伍建設，培養(yǎng)年輕的老師出國深造，能夠更好地講解國外原版的專業(yè)教材，使學生能夠閱讀相關技術知識的英文文獻資料，在雙語教學實踐中并且結合工科專業(yè)特點，能熟練運用相關的英文編程工具和商業(yè)軟件，能夠應用英文處理和交流相關問題，拓展課程中的專業(yè)視野。

三、教學模式：互動式教學

保羅?佛萊雷說過：“沒有了對話，就沒有了交流；沒有了交流，也就沒有真正的教育?！盵2]互動式教學可以提高學生的學習水平和協(xié)作能力，因此成為國際上大力推行的教學策略之一[3]。

相對于本科教育，研究生教學中更注重對學生獨立解決實際問題能力的培養(yǎng)，所以在研究生課程教學中更應該采用互動式教學模式，可以更好地激發(fā)學生的創(chuàng)作力和培養(yǎng)獨立思考能力。教學中改變一味地灌輸，注重方法，突出學生的主體地位，發(fā)揮其主動性，積極開展討論式、演講式、辯論式、案例式等多種形式的教學方法，激發(fā)其主動思維、辨析、討論的熱情。我們在課程教學中設計了以小組為單位，針對實際工程問題，進行仿真案例計算。在教學中應當盡量將講授的新知識轉化為學生感興趣的問題，使抽象的理論內容借助生動具體的案例和多媒體場景形象化；關注學生的個體差異，創(chuàng)造出能夠調動學生積極性和學習興趣的課堂氛圍，使學生在寬松的環(huán)境中學習和探索。

四、結束語

在計算流體力學的教學實踐中，作者把握《高等流體力學》中的重要思想方法，流體力學問題的本質，進行深入淺出、生動活潑的講解。同時結合作者的科研項目、生活、生產中的實際問題，向學生傳授治學方法，培養(yǎng)學生的自主學習能力和創(chuàng)新意識，通過近年的實踐收到了良好的效果。

參考文獻：

[1]翟建華.計算流體力學（CFD）的通用軟件[J].河北科技大學學報，2005，26，（2）.

[2]保羅?佛萊雷.被壓迫者教育學[M].上海：華東師范大學出版社，2001.

第5篇：流體力學現(xiàn)象范文

論文關鍵詞：高職院校；流體力學；學習興趣

“流體力學”課程是我國高等院校工科專業(yè)的一門主干專業(yè)基礎課，涉及土木、能源、醫(yī)學、環(huán)境、化工等許多領域。該課程是聯(lián)系前期“高等數(shù)學”、“理論力學”等基礎課程和后續(xù)專業(yè)課程的橋梁和紐帶，在學生能力培養(yǎng)和知識體系構建過程中起著“承上啟下”的作用。流體力學因曾經在20世紀五六十年代對航空航天事業(yè)的巨大推動而倍受世人矚目。近年來，流體力學廣泛深入地向邊緣學科交叉滲透，這就要求相關領域的工作者要善于從錯綜復雜的工程實際中獨立地提出問題和解決問題。

民辦高職院校的學生入學成績較差、自主學習的能力較差。很多學生對流體力學現(xiàn)象認識模糊，學生普遍感覺流體力學概念抽象，難以理解，對“流體力學”產生畏難情緒和厭學現(xiàn)象，學習積極性不高。2011年，江蘇省高職院校招生實行注冊入學，更意味著生源素質的良莠不齊，這對工科專業(yè)的民辦高職院校的“流體力學”課程教學是個嚴峻的挑戰(zhàn)。

一、民辦高職院校學生的特點

1.入學成績較差

民辦高職院校在高等院校中處于較低的地位，這尤其體現(xiàn)在招生中，往往是錄取批次的最后一批。這就意味著入學的學生往往入學成績較差，從這幾年金肯職業(yè)技術學院（以下簡稱“我?！保┑匿浫〕煽儊砜?，從90分～330分都有，大多是在180分左右。因此民辦高職院校的學生往往數(shù)學物理基礎較差，計算能力較差，影響他們對工科課程的學習。

2.自主學習的能力較差

從和學生的交流情況來看，學生在課后很少主動學習、看相關的書籍，甚至連作業(yè)都有不能按時保質完成的時候。

二、如何調動學生學習“流體力學”的主觀能動性

民辦高職院校和公辦本科院校以及公辦高職院校有很大的區(qū)別，使得在“流體力學”課程教學中不能照搬上述公辦院校的方法，而要根據(jù)民辦高職院校的特點來實行教學。

陶行知在《中國教育改造》中指出：“大凡選擇職業(yè)科目之標準，不在適與不適，而在最適與非最適。所謂最適者有二，一曰才能，二曰興味。才能足以樂業(yè)?！睂W習最有興趣的專業(yè)，因其興趣，才會有樂趣，才會安于學習。托爾斯泰說過：“成功的教學所需要的不是強制，而是激發(fā)學生的興趣?！睂γ褶k高職院校的學生更應注重興趣的培養(yǎng)。

1.教學內容優(yōu)化，降低難度

（1）教學內容精簡，理論夠用為度。鑒于高職院校學生的特點，再結合高職專業(yè)所實現(xiàn)的目標——技能性人才，根據(jù)各專業(yè)的側重點，對教學內容進行優(yōu)化。理論難度夠用為度，不求理論的系統(tǒng)性和完整性。以給排水工程專業(yè)為例，流體靜力學經優(yōu)化后，保留靜壓強及其特性、靜力學基本方程的應用、平面和曲面的靜水總壓力的內容，側重基本概念、基本定律和方程式，取消了平衡微分方程的內容。對我校學生而言，難以聽懂，不如加強基本知識的介紹，如能透徹理解，對工作和生活更有用。

（2）教學內容體現(xiàn)職業(yè)特點。應該在教學內容中體現(xiàn)本專業(yè)的專業(yè)內容。對于面向給排水工程專業(yè)開設的“流體力學”課程，其專業(yè)和自來水、污水的運輸和輸送緊密相關，都離不開管、泵的設計與使用，這就涉及到流體力學的許多方面。例如，分析流體在管道內的流動規(guī)律、壓力、阻力、流速和輸量的關系時，應向學生指出此處知識點的學習是為了根據(jù)流動規(guī)律和各參數(shù)關系來設計管徑、校核管材強度、布置管線以及選擇泵的大小和類型、設計泵的安裝位置等，把知識點融入到職業(yè)特點中，編成例題進行講解。有些概念和理論是學生首次在“流體力學”里學到的，并且會貫穿到整個專業(yè)知識的學習過程中，例如雷諾數(shù)、水頭損失、沿程水損等，所以，對于此類知識的反復強調也是非常必要的。把“流體力學”和“泵與風機”、“管道工程”、“水處理工程”等專業(yè)課聯(lián)系在一起，相關知識點能做到心中有數(shù)，為以后專業(yè)知識的學習打下堅實的基礎。優(yōu)化內容的同時，也不同程度地降低了學習內容的難度，這在客觀上為提高學生的學習積極性鋪平了道路。

2.活躍教學課堂氣氛，營造輕松的學習環(huán)境

（1）用重大事件激發(fā)學生學習“流體力學”的自覺性、主動性和積極性。在教學中適當?shù)卮┎逯v述一些有關的重大事故、重大災害和重大建設項目（統(tǒng)稱“重大事件”），對于學生認識現(xiàn)在的學習與未來工作之間的關系、提高學習自覺性、培養(yǎng)熱愛專業(yè)的思想和嚴謹?shù)目茖W作風很有幫助，同時也有助于活躍課堂氣氛。

在講授“流體靜力學”這一章節(jié)內容時，可舉1993年青海溝后水庫垮壩事件。1993年8月27日夜間，庫容為330萬m3的青海省海南藏族自治州溝后水庫在庫水位低于設計水位0.75m3的情況下突然垮壩失事，造成288人死亡，40人失蹤，直接經濟損失1.53億元。水利部專家組調查認定，溝后水庫在設計上有缺陷，施工中又存在嚴重質量問題，運行管理工作薄弱，這次垮壩屬于重大責任事故。結合流體靜力學講述這一事件時指出：不管在什么崗位，責任心和專業(yè)技術素質也許會關系到千百人生命財產的安全。

（2）用工程或生活實例讓學生感受到科學很奇妙，身邊處處有科學。興趣是學習的最大動力，教師應該讓學生直觀形象地了解流體力學的廣泛應用性以及內容的趣味性，將與日常生活或生產實際有關的例子介紹給學生。“流體力學”的理論性較強，公式較多，學生理解比較困難。如果教師在課程的講解過程中，多穿插一些實際生活中的現(xiàn)象，與課本中的理論結合起來講，一定會大大提高學習興趣，使學生更好地熟記和應用知識。在靜力學章節(jié)的學習過程中，可舉“人能下潛多深？”的例子，幫助理解靜力學基本方程。小時候經常玩的一個游戲——吹紙條。拿出一個小紙條，讓它自然下垂。沿水平方向在它上面吹氣，紙條就會飄起，這是由于流動氣體的壓強小。而解釋流動氣體壓強為什么小，要借助伯努利方程來解釋?！罢九_安全線的由來”，“神奇的香蕉球”是如何踢出來的？這也要用伯努利方程來解釋。身邊的科學無處不在，只要仔細觀察，便能從中領悟到許多道理。

從奇妙的魚缸、小鳥喝水的杯子到飲水機的原理，介紹靜力學基本方程的應用及等壓面的概念。簡單的原理，小小的發(fā)明，卻給生活帶來極大的方便，這就是創(chuàng)造發(fā)明的價值所在。

（3）增加語言的藝術性，讓枯燥的流體力學變得優(yōu)美和富有哲理。子曰：“學而時習之，不亦悅乎？”學習應該是快樂輕松的事。從幼兒園到小學，都倡導素質教育、快樂教育。高等教育也應該貫徹這一思想，學習才能持久。

傳統(tǒng)的課堂教學極容易枯燥乏味，使學生聽課索然無味，這必將不利于教學質量的提高。如果我們的授課語言優(yōu)美，講述形象生動，把美的氣息、哲理的意味注入“流體力學”的教學，使學生學得輕松、自由，甚至浪漫，營造出輕松、快樂的學習氛圍。

在緒論中，可以談談流體力學中的人文文化。水與空氣都是流體的典型代表，是一切生命不可缺少的物質，自古至今人們對它的了解、探索和應用創(chuàng)造了豐富的文化物質成果?！俺烨Ю锴迩?，水隨天去秋無際”。秋風，天水一色，是大自然的美景，也是流體的流動現(xiàn)象。它們賦予我們靈感，承載著我們的喜怒哀樂。古圣人喜歡從哲理上描述水性，歌頌水德。老子說“智者樂水，仁者樂山”。老子的名言是“上善若水”。通過此類講述，使流體力學增加美的氣息，使力學融入人文，既說明我們的生活與其息息相關，又輕松了課堂氣氛。

在講授粘性流體流動存在著兩種流態(tài)時，可以借用古代文學中相關的名句，如描述湍流的有李白的“飛流直下三千尺，疑是銀河落九天”，描述層流的則有“半畝方塘一鑒開，天光云影共徘徊”等佳句。這樣可以幫助學生建立對流態(tài)十分形象而深刻的印象，從而有助于學生理解、掌握相關知識。

在教學過程中，還可穿插著向學生介紹定律知識背景的形成過程，以及相關科學家的工作，讓學生領悟科學思想，輕松接受相關知識?！芭ｎD粘性定律”是牛頓對流體力學的主要貢獻之一，是流體力學教學的重點內容。我們不僅僅要教給學生科學知識的本身，還應重視如何使學生感悟科學精神。此時穿插介紹牛頓的哲學思想和科學方法。牛頓用引力理論和運動三定律把天上行星和它們的衛(wèi)星運動規(guī)律，同地上重力下墜的現(xiàn)象統(tǒng)一起來，實現(xiàn)了天上人間的統(tǒng)一，這是牛頓在自然哲學上的偉大貢獻。

3.突出實驗教學的特殊地位，讓學生樂在其中

突出實驗教學的特殊地位，使教學貼近實際，貼近生活。通過演示實驗、學生驗證性實驗、競賽型的設計性實驗、實驗錄像、照片、仿真實驗教學等多種方式貫穿教學的全過程，讓學生看到各類實驗最深刻、真實的一面，從而豐富學生的經驗，增強學生的見識，培養(yǎng)職業(yè)意識和實踐能力。

（1）開發(fā)課堂演示教具和演示實驗。開發(fā)一系列課堂教學演示教具，可以使學生耳目一新，課堂氣氛變得活躍起來。課堂演示教具和演示實驗的使用，必須簡單易行，價廉物美，且能解決教學問題，這對民辦高職院校的教師提出了較高的要求。講授表面張力和毛細管現(xiàn)象時，可演示毛巾浸濕的現(xiàn)象，順帶告訴學生如何在無人時給花草自動滴灌的方法；演示移液管移液凹面的現(xiàn)象時，告訴學生如何讀數(shù)，如何避免毛細管現(xiàn)象引起的誤差，同時可教學生化學實驗操作的細節(jié)。講述“流體靜力學”章節(jié)時，演示倒扣水杯的實驗，讓枯燥的方程變得形象，易于理解。從廢棄飲水機上拆下的“聰明頭”，介紹靜力學基本方程的實際應用。這些教具都非常簡單，也易于獲得，甚至無需額外花錢，學生也非常感興趣。

（2）應用多媒體教學演示。并不是所有的教學內容都能找到適合課堂演示的案例。隨著多媒體在教學中應用的普及，一些復雜的演示實驗和昂貴的演示教具可以通過多媒體教學來實現(xiàn)。如雷諾實驗、水躍實驗、水擊現(xiàn)象，在生產實踐中所應用的各種堰，都可一一演示，遠勝貧乏的語言描述。

（3）用設計性實驗讓學生參與其中，樂在其中。設計性實驗圍繞職業(yè)特色專題，依據(jù)學生的實際情況而設，如：“自動虹吸管的改進與應用”。指導教師根據(jù)學生對所學知識的掌握及興趣度，將他們分成幾個不同的實驗小組，然后指導和協(xié)助學生自己設計實驗方案，動手組裝，最后依據(jù)實驗結果給出實驗成績。

該實驗教學模式的優(yōu)勢體現(xiàn)在以下幾個方面：激發(fā)學生的求知欲望和培養(yǎng)學生的創(chuàng)造能力；加深學生對理論知識的理解并向外延展；節(jié)省高校實驗室資金投入。

文中所提到的方法，最終需要教師來完成，這對教師提出了較高要求。雖然高職院校的教師的教學任務很繁重，尤其是民辦高職院校的教師，但這些方法都可以在平時的積累中完成，只需平時閱報、聽新聞、上網(wǎng)瀏覽、注意周遭事物，多和同行交流就可以做到。

第6篇：流體力學現(xiàn)象范文

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(shù)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(xiàn)象作出系統(tǒng)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(huán)境等領域，取得了令人矚目的成就。在現(xiàn)代科學技術高度發(fā)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(shù)值軟件，是專門針對流體工程數(shù)值計算與仿真需求而開發(fā)的一種流體數(shù)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(shù)值模擬這一環(huán)節(jié)，變枯燥的理論公式計算為生動的計算機數(shù)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(shù)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(jié)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(shù)是判別流體流動狀態(tài)的準則數(shù)。為加深學生對流速分布和壓強分布規(guī)律的理解，在教學中可安排課外作業(yè)，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(fā)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。可以看出流速沿半徑Y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(shù)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(xiàn)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(fā)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(fā)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(shù)流體流速趨于穩(wěn)定，而是更加平滑。紊流過流斷面的流速對數(shù)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(shù)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(fā)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(shù)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(xù)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(wǎng)格模型如圖7所示。

圖7 錐形漸擴管路系統(tǒng)內流場網(wǎng)格模型

數(shù)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(xiàn)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(xiàn)局部回流區(qū)，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(shù)。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模×100%

=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(shù)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(shù)時臺階后渦的大小和長度，現(xiàn)選擇四種Re數(shù)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(shù)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(xiàn)。

圖9 不同雷諾數(shù)下的流線圖

三、 教學實踐中的幾點體會

（一） 理論教學與數(shù)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(shù)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(guī)模難易程度，數(shù)值模擬求解的時間將有不同，要掌握合理數(shù)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(shù)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(yè)，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(shù)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(shù)值模擬實例可以看出，數(shù)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(shù)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(fā)學生的學習興趣和創(chuàng)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(shù)值實驗教學還可以培養(yǎng)學生的動手能力和科研能力，豐富數(shù)值實驗教學內容。參考文獻：

[1]J.H. Ferziger， M.Peric.， Computational Method for Fluid Dynamics[M]. Springer，2002.

[2]張涵信，沈孟育.計算流體力學―差分方法的原理和應用 [M]. 北京： 國防工業(yè)出版社，2003.

[3]傅德薰，馬延文.計算流體力學[M]. 北京： 高等教育出版社，2000.

[4]張也影.流體力學[M].2版.高等教育出版社，2009.

[5]鄭捷慶，鄒鋒，張軍，等. CFD軟件在工程流體力學教學中的應用[J]. 中國現(xiàn)代教育裝備， 2007（10）：119-121.

[6]何永森，舒適，蔣光彪，等.管路內流體數(shù)值計算與仿真[M]. 湖南 湘潭： 湘潭大學出版社，2011.

第7篇：流體力學現(xiàn)象范文

《工程流體力學》是工科專業(yè)的一門基礎學科，是力學的一個重要分支，主要目的是為了將流體力學知識充分運用到生產生活當中。工程流體力學的研究方法主要包括實驗研究、理論分析以及數(shù)值計算等。其中實驗研究主要是利用各種實驗儀器對流體現(xiàn)象進行觀測分析，總結出流體運動的規(guī)律，并在此基礎上進行預測，通常采用模型進行實驗分析；理論分析主要是根據(jù)質量守恒、動量守恒以及能量守恒等定律，加以數(shù)學分析的手段，對流體運動進行分析研究；數(shù)值計算則是利用數(shù)學語言將流體運動的普遍規(guī)律表達出來，從而獲得質量守恒、動量守恒以及能量守恒的計算方程，這些方程組合在一起成為流體力學基本方程組?！豆こ塘黧w力學》課程設置的根本目的是為了讓學生熟練地掌握流體的機械運動規(guī)律，將其運用到實際生活當中，以此來解決各種與流體力學相關的問題，但是長久以來我們在課堂教學中所強調的是知識點的灌輸，學生進行機械化的記憶，缺乏創(chuàng)新，因此需要對傳統(tǒng)的教學理念進行徹底改變。

（一）幫助學生建立流體力學的思維方式

《工程流體力學》的教學大綱要求學生能夠了解及應用流體力學的基本運動規(guī)律，掌握流體力學的理論研究方法。在傳統(tǒng)教學理念中，課堂教學過分注重基本概念、基本理論和計算方法的學習，學生在應試教育的環(huán)境中對書本上的知識進行機械化的記憶，很大一部分學生對于知識點的記憶僅僅是為了完成考核任務，因此無法形成系統(tǒng)的知識體系，也無助于培養(yǎng)學生的科學的思維方式，使其在日后工作和學習當中遇到關于流體力學相關的問題時，無從下手。鑒于此，在現(xiàn)代教育理念下需要教師引導學生建立系統(tǒng)的流體力學知識體系，并學會運用科學的思維方式對流體力學相關的問題進行分析研究。

（二）提高學生綜合分析應用能力

《工程流體力學》課堂教學不僅要求學生建立科學的思維方式，還需要具備對流體力學知識的綜合分析和應用能力。在傳統(tǒng)教學理念的影響下，學生被動地接受知識，嚴重缺乏學習的積極性和熱情，對知識和計算公式的機械化記憶，無助于培養(yǎng)學生的發(fā)散思維。因此需要在《工程流體力學》課堂教學過程中引導學生對知識進行自主總結，通過對知識點的歸納總結，形成鮮明形象的記憶；與此同時在課后練習中需要增加綜合性，促進學生對流體力學知識的綜合應用。

（三）培養(yǎng)學生的實踐操作能力

實驗是《工程流體力學》教學活動的重要組成部分，通過實驗設計來檢驗一個理論或證實一種假設而進行的一系列操作或活動，從而更加清晰地理解和認識流體力學規(guī)律。通常實驗要預設“實驗目的”、“實驗環(huán)境”，進行“實驗操作”，最終以“實驗報告”的新聞形式發(fā)表“實驗結果”。在傳統(tǒng)教學模式下，學生只能在有限的范圍內進行實驗操作，根本無法鍛煉學生的實踐操作能力，因此需要學生自主獨立的進行試驗操作，讓學生自行設計實驗內容，確定實驗方案，在實踐中不斷提高自己的操作和知識的運用能力。

（四）充分體現(xiàn)學生的主體地位

傳統(tǒng)教學與現(xiàn)代教學理念嚴重背離之處在于課堂教學活動中，教師往往處于主導地位，而作為教學活動關鍵核心的學生群體則成為了知識的被動接受者，單方面機械地完成課堂教學任務，無法真正達到教學的目的。這就要求，在課堂教學過程中，教師必須時刻關注教學同步，充分調動學生的參與熱情，通過討論、提問等方式，讓學生真正參與到學習活動當中，學會發(fā)現(xiàn)問題，解決問題的方法。

二、啟發(fā)式教學的具體應用

（一）啟發(fā)式教學的實質

啟發(fā)式教學源遠流長，歷久彌新，“啟發(fā)”一詞最早源于古代教育家孔丘的“不憤不啟，不悱不發(fā)”。朱熹解釋說“：憤者，心求通而未得之意；悱者，口欲言而未能之貌。啟，謂開其意；發(fā)，謂達其辭。”憤與悱是內在心理狀態(tài)在外部容色言辭上的表現(xiàn)。就是說在教學前務必先讓學生認真思考，已經思考相當長時間但還想不通，然后可以去啟發(fā)他；雖經思考并已有所領會，但未能以適當?shù)难赞o表達出來，此時可以去開導他。在現(xiàn)代教育理念當中，啟發(fā)式教學主要是指教學活動中教師依據(jù)課程學習的客觀規(guī)律，引導學生積極主動自覺地掌握知識的教學方法。啟發(fā)式教學可以很好地詮釋教育學之間的關系，通過設置問題情境，充分調動學生參與的積極性和主動性，啟發(fā)學生獨立思考，發(fā)展學生的邏輯思維能力，并且通過教師的適當引導培養(yǎng)學生的動手操作能力和獨立解決問題的能力。

（二）設置問題情境

啟發(fā)式教學的關鍵在于設置問題情境，同時也是激發(fā)學生創(chuàng)新思維的一種有效方式。這就要求教師在《工程流體力學》課程教學中有目的、有意識地創(chuàng)設各種情境，鼓勵學生主動發(fā)現(xiàn)問題，讓學生獨立地進行探索分析。在《工程流體力學》課程教學過程中，學生遇到任何疑問都應該及時提出，向同學和老師進行探討。大量的教學實踐表明，提問可以充分調動學生的注意力和學習的積極性，通過提問鍛煉學生的探索欲和邏輯思維能力。學生在啟發(fā)式教學模式下還應該增加主動性，尋找自己的興趣點，去鉆研。這樣學生才會有問題意識，可以提出問題，而不是在別人背后去解答問題。另外，設置問題情境要與實際生活相融合。可以通過創(chuàng)設生活或工作式的教學情境，讓學生真正感受到《工程流體力學》課程教學的多樣性以及前瞻性，通過不斷探索激發(fā)出學生潛在的學習興趣以及好奇心。

（三）充分調動學生的主動性

在啟發(fā)式教學過程中，需要充分調動學生的主動性和積極性，讓學生真正意義上成為學習活動的主導者。《工程流體力學》課程需要打破傳統(tǒng)應試教育的束縛，讓學生的積極性和主動性得到充分釋放。教師組織學生進行討論時，要注意學生的反映，激發(fā)起學生發(fā)的求知欲望，引導學生通過收集資料了解流體運動的基本規(guī)律以及這些規(guī)律在工程實際中的應用，幫助他們對問題的獨立思考。例如教師可以列舉一些流體力學在生活和生產中廣泛應用的實例，使學生了解流體處于平衡及運動狀態(tài)下的力學規(guī)律，加強理論概念與現(xiàn)實生活的相互聯(lián)系?？傊?，只有主動參與其中，學生才能對問題有一個深入的了解，并且能夠切身地投入自身全部的精力想方設法去解決當前所面臨的問題，而教師則完全不用花費大量的精力進行講解，只需要進行適當?shù)闹敢ぷ鳎箤W生的自學能力能夠充分發(fā)揮。實驗是檢驗學生動手操作以及對知識運用的最佳方式，借助實驗也可以充分調動學生學習的積極性和主動性。在問題情境環(huán)節(jié)中，學生大膽假設和創(chuàng)新提問以后，就需要通過實驗對問題進行模擬分析，并得到結論。在安全的保障下，進入實驗室，在教師的引導下，自己動手去做，積極探索。這樣會對學習更有幫助，而這一過程會提高學生的研究熱情，也可以提高學生團隊的協(xié)作能力。此外，在《工程流體力學》課程教學過程中，學生還可以自由組合進行某一問題的研究，當假設足夠成立的情況下，通過查詢相關的文獻資料，并進入實驗室去尋找答案。這樣一來，學生在今后的學習或者工作中，如果遇到問題，就可以真正獨立地進行思考和研究。

（四）建立輕松愉悅的學習氛圍

建立輕松愉悅的學習氛圍是啟發(fā)式教學實現(xiàn)的前提。而長久以的來灌輸式教學，讓教師成為課堂教學的主體，其高高在上的形象，讓不少學生產生畏懼感，這也使得學習氛圍過于凝重、刻板甚至拘束。因此在教學方式上需要打破傳統(tǒng)教學模式的束縛，改掉以往死氣乏味的課堂教學，教師應該是教學活動的組織者和設計者，通過營造出民主、和諧、愉悅的課堂氣氛等方式更好地幫助學生調動他們的主觀能動性和積極性，鼓勵學生親自動手，并且給學生提供更多的進行流體力學討論研究的空間和機會，讓學生在獨立思考、互相討論以及動手操作中完成問題的發(fā)現(xiàn)與解決過程。此外，教師還需要引導學生相互尊重、相互理解，課堂氣氛做到張弛有度。讓學生在合作交流中真正理解和掌握《工程流體力學》的理論知識和基本技能，使他們真正成為學習的主人。

三、結語

第8篇：流體力學現(xiàn)象范文

關鍵詞：地方高校；流體力學；理論；實踐

0引言

以航空為特色的濱州學院的航空專業(yè)學生，流體力學是后期學習氣體動力學、航空發(fā)動機構造、航空發(fā)動機原理等等課程的基礎課程，航空發(fā)動機分為活塞式和噴氣式，目前大型飛機多采用噴氣式發(fā)動機產生飛機向前運動的推力，其原理是從外部大氣中吸入大量的氣體經壓氣機壓縮后部分氣體流入燃燒室和燃油充分混合燃燒后形成高溫高壓的熱氣流入渦輪，最后所有吸進發(fā)動機的氣體由尾噴管噴出，吸入前和排除的氣體發(fā)生了變化變?yōu)楦邏焊邷馗咚贇怏w，根據(jù)力的反作用，由尾噴口噴出的氣體可在發(fā)動機上產生強勁的推力，先進的噴氣式發(fā)動機在設計階段會根據(jù)相應的流體力學原理設計不同管徑的流道，設計壓氣機和渦輪的葉片，因此理順流體力學的知識點及學習思路至關重要。流體力學的研究方法可分為理論方法、實驗方法、數(shù)值方法[1-2]。因此在教學時，可將3種研究方法貫穿流體力學的教學過程中。課程學習目標有如下4項：①了解流體力學與其他力學的本質的區(qū)別；②掌握最基本的流體力學理論知識點，如靜力學、動力學、運動學等；③具有應用流體力學的知識，分析、處理基本流體力學問題的能力；④利用數(shù)值方法和實驗方法，培養(yǎng)學生分析數(shù)據(jù)、整理數(shù)據(jù)、撰寫實驗報告的能力。

1理論方法

理論知識的學習是學生學習時的基礎環(huán)節(jié)，而流體力學理論知識的學習過程中，多注重公式的推導。本文以流體力學的三大方程之一的連續(xù)性方程為例，講解該公式學習的具體的過程，連續(xù)性方程式是質量守恒在流體力學中的表達式。首先學習連續(xù)性微分方程。需要建立流體的模型，在空間坐標系下選取一個微小的直角六面體A，并假設六面體內流體的密度ρ有梯度，六面體內流體的流動沿著x、y、z軸向，速度為ux、uy、uz，如圖1所示。dt時刻內微小的直角六面體A的質量流量該變量駐M可分解為在x、y、z方向上質量流量的改變量駐Mx、駐My、駐Mz。以x方向為例，dt時間內，流進六面體A的流體質量流量Mx為ρuxdxdydt，流出六面體A的流體質量流量Mx′為。因此，dt時刻內在x方向上的流出的質量流量駐Mx可表示為：根據(jù)上述推導，可知dt時刻內在y、z方向上流出的質量流量駐My、駐Mz的大小表示為：因此，dt時刻內流出微小的直角六面體A的質量流量駐M：結合質量守恒定律，可推出dt時刻內直角六面體A的質量流量的變化量的變化關系。質量流量與密度、體積、速度的變量有關，又因為體積及速度沒有變化，因此只和密度有關。控制體內密度的減小而減少的質量流量：然后學習恒定總流的連續(xù)性微分方程對總流的積分。從恒定總流A任意截取出來的細微的一段管道稱為控制體[3-4]。其控制面如圖2所示。過流斷面截面積為A1、A2，平均流速為u1、u2。在單位時間內，經控制面流進流出控制體積內的液體質量流量應相等。因此可得：u1A1=u2A2即可知截面處的速度與面積成反比關系，截面積越大速度越小，反之亦然。

2實驗操作

理論知識的學習，離不開強力的邏輯思維能力，但是地方高校學生普遍缺乏此能力。而結合現(xiàn)有的設備，適當?shù)母M實驗，便于學生理解理論知識，及時互動。因此設計了基于截面積改變，流體流速變化情況的基礎實驗。本實驗室采用了氣體動力學試驗臺模擬風速，斜壓計測量截面處的動壓強，斜壓計顧名思義就是液壓管傾斜放置的測壓儀器，與桌面存在夾角，因壓強變化量相對較小，傾斜放置可比豎直放置的管路讀取的壓強數(shù)值更為精確。如圖3所示。根據(jù)斜壓計的讀值，由下列公式計算流速。試驗前先做好準備工作，如連接好皮托管與斜壓計的橡膠管，皮托管可感受來流總壓和靜壓，從而得到動壓差，皮托管如圖4所示。把斜壓計根據(jù)基座上的校正氣泡調成水平放置，在斜壓計內適當?shù)姆湃氩糠譄o水乙醇，純度為99.7%，它的密度為0.790*103kg/m3。液面和斜壓計0點重合。靜止時斜壓計讀數(shù)為0mm。實驗過程中，可通過調整出風口截面積的大小，觀測斜壓計內讀值（流速）與試驗段截面積的關系，截面形狀示意圖如圖5所示，實驗數(shù)據(jù)如表1所示。結合試驗結果，分析可知，在模擬風速不變的情況下，流速與截面積的大小成反比，截面積越大流速越小。而在日常生活中，我們能看到很多的現(xiàn)象和此原理有關，如河道突然變窄的區(qū)域水流速度很大，山谷里的風比平地上的風大。

第9篇：流體力學現(xiàn)象范文

【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(huán)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(yè)優(yōu)勢，是學校重點專業(yè)建設、培養(yǎng)高層次專門人才、開展科學研究、解決經濟建設和社會發(fā)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(yōu)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(yè)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(fā)展中的問題，根據(jù)社會經濟發(fā)展及產業(yè)結構調整的需要和學校課程發(fā)展規(guī)劃，堅持優(yōu)化學科專業(yè)結構，提高專業(yè)人才的培養(yǎng)質量。

2.利用學科專業(yè)具備的科研、教學等基礎條件，以專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革為切入點，以專業(yè)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(xié)作教學，形成教學梯隊，加強團隊協(xié)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(yè)背景的教師擔任這門課程的講授任務，從而形成有專業(yè)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(shù)的71％；副高職以上3人，占教師總數(shù)的43％；40歲以下教師6人，占到教師總數(shù)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(yǎng)成績顯著，教學經驗豐富，教學效果良好，同時言傳身教培養(yǎng)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(xié)作精神好。團隊成員承擔各種教學研究課題并發(fā)表多篇教改論文，解決學生的創(chuàng)新能力與工程能力培養(yǎng)問題。對環(huán)境工程專業(yè)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(xié)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(tǒng)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(jù)每位教師的知識體系結構和專業(yè)背景的不同，配合不同的課程教學內容進行講課，發(fā)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(tǒng)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(fā)展的教學研究型大學，以應用型專門技術人才為培養(yǎng)目標，生源來自全國各地，就業(yè)面寬。《工程流體力學》作為環(huán)境工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎課，以研究流體(液體和氣體)平衡和機械運動規(guī)律為核心，通過各教學環(huán)節(jié)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(shù)據(jù)以及數(shù)值模擬或經驗公式來解決工程中的實際問題；培養(yǎng)學生分析問題的能力和創(chuàng)新能力，為學習后續(xù)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(huán)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(huán)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(xiàn)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(wǎng)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(tài)形象展現(xiàn)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(fā)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(yè)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(huán)境工程專業(yè)相關的外文專業(yè)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(xù)介質的理論模型、公式推導應用以及實際環(huán)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(shù)變化規(guī)律的確定、管網(wǎng)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(tǒng)性和完整性，同時根據(jù)本課程特色及在教學過程中發(fā)現(xiàn)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(tài)整合到新教材體系中，滿足環(huán)境類專業(yè)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(lián)，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(wǎng)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(xiàn)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(wǎng)上實現(xiàn)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(shù)據(jù)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(yè)設計時。能應用本課知識進行設計，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)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(huán)境工程中的應用等)，進行小班討論，也可進行網(wǎng)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(guī)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(fā)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(wǎng)絡教學。提供該課程國內外相關知識內容、專業(yè)資料，通過現(xiàn)有網(wǎng)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(huán)境工程專業(yè)領域的全省乃至全國精品課程。