流體力學(xué)基本原理精選(九篇)

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第1篇：流體力學(xué)基本原理范文

關(guān)鍵詞：計(jì)算流體力學(xué)；求解；基本原理；化學(xué)工程；應(yīng)用

化學(xué)工程在我國(guó)具有較長(zhǎng)的研究與應(yīng)用歷程，并在實(shí)際的生產(chǎn)與生活中取得到巨大的應(yīng)用成效，不僅能夠供給正常的生活需求，同時(shí)根據(jù)新材料的開發(fā)，能夠滿足現(xiàn)代型環(huán)保材料的使用。在化學(xué)工程中，較多的反映環(huán)境和反應(yīng)機(jī)制都是在溶液中進(jìn)行的，具有質(zhì)量守恒和熱量守恒定律的應(yīng)用。而這種質(zhì)量與能量的關(guān)系正是計(jì)算流體力學(xué)的主要原理。通過(guò)對(duì)實(shí)際應(yīng)用環(huán)境和原理的分析，能夠優(yōu)化工程設(shè)計(jì)和工藝改進(jìn)，提高化學(xué)工程的生產(chǎn)效率。

1計(jì)算流體力學(xué)在化學(xué)工程中的基本原理

計(jì)算流體力學(xué)簡(jiǎn)稱CFD，是通過(guò)數(shù)值計(jì)算方法來(lái)求解化工中幾何形狀空間內(nèi)的動(dòng)量、熱量、質(zhì)量方程等流動(dòng)主控方程，從而發(fā)現(xiàn)化工領(lǐng)域中各種流體的流動(dòng)現(xiàn)象和規(guī)律，其主要以化學(xué)方程式中的動(dòng)量守恒定律、能量守恒定律及質(zhì)量守恒方程為基礎(chǔ)。一般情況下，計(jì)算流體力學(xué)的數(shù)值計(jì)算方法主要包括數(shù)值差分法、數(shù)值有限元法及數(shù)值有限體積法，其也是一門多門學(xué)科交叉的科目，計(jì)算流體力學(xué)不僅要掌握流體力學(xué)的知識(shí)，也要掌握計(jì)算幾何學(xué)和數(shù)值分析等學(xué)科知識(shí)，其涉及面廣。針對(duì)計(jì)算流體力學(xué)的真實(shí)模擬，其主要目的是對(duì)流體流動(dòng)進(jìn)行預(yù)測(cè)，以獲得流體流動(dòng)的信息，從而有效控制化工領(lǐng)域中的流體流動(dòng)。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，市場(chǎng)上也出現(xiàn)了計(jì)算流體力學(xué)軟件，其具有對(duì)流場(chǎng)進(jìn)行分析、計(jì)算、預(yù)測(cè)的功能，計(jì)算流體力學(xué)軟件操作簡(jiǎn)單，界面直觀形象，有利于化學(xué)工程師對(duì)流體進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算。

2計(jì)算流體力學(xué)砸你化學(xué)工程中的實(shí)際應(yīng)用

2.1在攪拌中的應(yīng)用分析

在攪拌的化學(xué)反應(yīng)中，反映介質(zhì)之間的流動(dòng)性比較復(fù)雜，依據(jù)傳統(tǒng)的計(jì)算形式根本無(wú)法解決，并在化學(xué)試劑在攪拌中存在不均勻擴(kuò)散的特點(diǎn)，在湍流的形式中能量的分布狀況也存在著空間特點(diǎn)。若是依據(jù)實(shí)驗(yàn)手段測(cè)得反映中物質(zhì)、能量和質(zhì)量的變化規(guī)律，其得出的結(jié)構(gòu)往往存在較差時(shí)效性，實(shí)驗(yàn)騙差加大。通過(guò)對(duì)二維計(jì)算流體力學(xué)的應(yīng)用，能夠?qū)嚢柚辛黧w的形式進(jìn)行模擬，并進(jìn)行質(zhì)量、能量等數(shù)據(jù)的驗(yàn)證。但是流體的變化，不僅與化學(xué)試劑的濃度、減半速度有關(guān)，還與時(shí)間、容器的形狀等有著之間的聯(lián)系，需要建立三維空間模擬形式進(jìn)行計(jì)算流行力學(xué)。隨著科學(xué)技術(shù)和研究水平的提高，在通過(guò)借助多普勒激光測(cè)速儀后，已經(jīng)對(duì)三維計(jì)算形式有了較大的突破，這對(duì)于化工工程中原料的有效應(yīng)用和工程成本的減低具有促進(jìn)的作用，但是在三維計(jì)算流體力學(xué)中還存在一定的缺陷，需要在今后的研究中不斷的完善。

2.2CFD在化學(xué)工程換熱器中的應(yīng)用分析

換熱器是化學(xué)工程中主要的應(yīng)用設(shè)備，通過(guò)管式等換熱器、板式換熱器、冷卻塔和再沸器等的應(yīng)用，能夠有效的控制化學(xué)試劑在反應(yīng)中的溫度變化。其中根據(jù)換熱器的形式不同，計(jì)算流體力學(xué)的方式也就不同。在管式換熱器中主要是通過(guò)流體湍流速度的改變，增加換熱速率的。在板式換熱器中是通過(guò)加大流體的接觸面積，提高換熱效率的。而在冷卻塔和再沸器中，熱量交換的形式更為復(fù)雜，但是卻群在重復(fù)性換熱的特點(diǎn)，增加了換熱的時(shí)間，提高了換熱的效果。從總體上分析，計(jì)算流量力學(xué)中，需要對(duì)溫度變化、流體的速度變化、熱交換面積變化和時(shí)間變化進(jìn)行分析。通過(guò)CFD計(jì)算流體力學(xué)的應(yīng)用，能夠計(jì)算出不同設(shè)備的熱交換效果，并根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際需求進(jìn)行換熱器的選擇使用。

2.3在精餾塔中的應(yīng)用

CFD已成為研究精餾塔內(nèi)氣液兩相流動(dòng)和傳質(zhì)的重要工具,通過(guò)CFD模擬可獲得塔內(nèi)氣液兩相微觀的流動(dòng)狀況。在板式塔板上的氣液傳質(zhì)方面,Vi-tankar等應(yīng)用低雷諾數(shù)的k-ε模型對(duì)鼓泡塔反應(yīng)器的持液量和速度分布進(jìn)行了模擬,在塔氣相負(fù)荷、塔徑、塔高和氣液系統(tǒng)的參數(shù)大范圍變化的情況下,模擬結(jié)果和現(xiàn)實(shí)的數(shù)據(jù)能夠較好的吻合。Vivek等以歐拉-歐拉方法為基礎(chǔ),充分考慮了塔壁對(duì)塔內(nèi)流體的影響,用CFD商用軟件FLUENT模擬計(jì)算了矩形鼓泡塔內(nèi)氣液相的分散性能,以及氣泡數(shù)量、大小和氣相速度之間的關(guān)系,取得了很好的效果。在填料塔方面,Petre等建立了一種用塔內(nèi)典型微型單元(REU)的流體力學(xué)性質(zhì)來(lái)預(yù)測(cè)整塔的流體力學(xué)性質(zhì)的方法,對(duì)每一個(gè)單元用FLUENT進(jìn)行了模擬計(jì)算,發(fā)現(xiàn)塔內(nèi)的主要能量損失來(lái)自于填料內(nèi)的流體噴濺和流體與塔壁之間的碰撞,且用此方法預(yù)測(cè)了整塔的壓降。Larachi等發(fā)現(xiàn)流體在REU的能量損失(包括流體在填料層與層之間碰撞、與填料壁的碰撞引起的能量損失等)以及流體返混現(xiàn)象是影響填料效率的主要因素,而它們都和填料的幾何性質(zhì)相關(guān),因此用CFD模擬計(jì)算了單相流在幾種形狀不同的填料中流動(dòng)產(chǎn)生的壓降,為改進(jìn)填料提供了理論依據(jù)。CFD模擬精餾塔內(nèi)流體流動(dòng)也存在一些不足,如CFD模擬規(guī)整填料塔內(nèi)流體流動(dòng)的結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值還有一定的偏差。這是由于對(duì)于許多問(wèn)題所應(yīng)用的數(shù)學(xué)模型還不夠精確,還需要加強(qiáng)流體力學(xué)的理論分析和實(shí)驗(yàn)研究。

2.4CFD在化學(xué)反應(yīng)工程中的應(yīng)用研究

在化學(xué)反應(yīng)工程中，反應(yīng)物和生成物的化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)器、溫度和壓力等有著較大的聯(lián)系，在實(shí)際的反應(yīng)中可以利用計(jì)算流體力學(xué)進(jìn)行數(shù)據(jù)的獲取。但是這數(shù)據(jù)的獲取具有一定的溫度限制，當(dāng)反應(yīng)中溫度過(guò)大，就會(huì)造成分子的劇烈運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡的變化規(guī)律就會(huì)異常，在利用計(jì)算流體力學(xué)的模型計(jì)算中，計(jì)算數(shù)據(jù)與實(shí)際情況會(huì)發(fā)生較大的偏差。由于高溫中分子的運(yùn)動(dòng)軌跡和運(yùn)動(dòng)速度難以獲取，在計(jì)算流體力學(xué)的實(shí)際計(jì)算中，就要借助FLUENT進(jìn)行三維建型，并利用測(cè)速反應(yīng)器進(jìn)行速度的測(cè)量，通過(guò)綜合的比較分析，利用限元法進(jìn)行數(shù)據(jù)的計(jì)算?？梢缘贸霾煌h(huán)境下的反應(yīng)器的流線、反應(yīng)器內(nèi)部的濃度梯度及溫度梯度。通過(guò)CFD軟件預(yù)測(cè)反應(yīng)器的速度、溫度及壓力場(chǎng)，可以更進(jìn)一步理解化學(xué)反應(yīng)工程中的聚合過(guò)程，詳細(xì)、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)可以優(yōu)化化學(xué)反應(yīng)中的操作參數(shù)。

結(jié)束語(yǔ)

計(jì)算流體力學(xué)對(duì)于化學(xué)工程的應(yīng)用具有實(shí)際意義，并在經(jīng)濟(jì)效益的提高上具有重要的價(jià)值，在近幾年，化學(xué)工程技術(shù)人員不斷的計(jì)算流體力學(xué)中展開研究，以二維空間計(jì)算和模擬為基礎(chǔ)，不斷的完善三維空間的流量計(jì)算，并得出了一系列的流體流動(dòng)規(guī)律。根據(jù)計(jì)算流體力學(xué)在化學(xué)工程中的廣泛應(yīng)用，在今后的化學(xué)工程發(fā)展中，應(yīng)加強(qiáng)此類學(xué)科的教學(xué)與延伸，提供出更有效的反應(yīng)設(shè)備和工藝操作。

參考文獻(xiàn)

[1]余金偉,馮曉鋒.計(jì)算流體力學(xué)發(fā)展綜述[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備,2013(06).

第2篇：流體力學(xué)基本原理范文

根據(jù)流體力學(xué)課程的性質(zhì)、特點(diǎn)，結(jié)合自身的工程實(shí)踐經(jīng)歷和教學(xué)體會(huì)，文章從優(yōu)化教材內(nèi)容、提煉講授方法、發(fā)揮傳統(tǒng)教學(xué)模式優(yōu)勢(shì)、挖掘多媒體教學(xué)潛力、培養(yǎng)學(xué)生科研能力等方面，探討了流體力學(xué)課程教學(xué)改革的具體措施和成效，提出了有益于學(xué)生理解流體力學(xué)重點(diǎn)內(nèi)容的教學(xué)方法。此研究對(duì)改善流體力學(xué)課程的教學(xué)效果、探索大專業(yè)背景下的專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)模式有一定的參考意義。

關(guān)鍵詞：流體力學(xué)； 教學(xué)改革； 實(shí)踐教學(xué)； 創(chuàng)新能力

中圖分類號(hào)：G420 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：

10052909（2013）04004103

流體力學(xué)是關(guān)于流體機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其應(yīng)用的一門學(xué)科，是力學(xué)的一個(gè)分支。中國(guó)各高校的土木工程、流體機(jī)械、農(nóng)林、石油化工等專業(yè)均開設(shè)了流體力學(xué)課程，它屬于專業(yè)基礎(chǔ)課。

該門課所涉及的基本原理和基礎(chǔ)理論對(duì)專業(yè)課的學(xué)習(xí)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)以至解決工程實(shí)際問(wèn)題等起著非常重要的理論支撐作用和指導(dǎo)意義。尤其對(duì)于工科學(xué)生，他們畢業(yè)后大部分在生產(chǎn)一線從事技術(shù)管理工作，必須具備一定的專業(yè)基礎(chǔ)、技術(shù)應(yīng)用和現(xiàn)場(chǎng)協(xié)調(diào)能力。這就要求流體力學(xué)課程教學(xué)將理論知識(shí)與實(shí)踐能力培養(yǎng)相結(jié)合，將課堂教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合，不斷改進(jìn)教學(xué)方法，積極探索適應(yīng)工科學(xué)生專業(yè)設(shè)置和就業(yè)主導(dǎo)方向的課程教學(xué)新模式。蘭州交通大學(xué)在土木工程、環(huán)境工程、市政工程、建筑環(huán)境與設(shè)備工程、熱能動(dòng)力工程等專業(yè)均開設(shè)了流體力學(xué)課，在長(zhǎng)期的教學(xué)實(shí)踐中積累了一些該課程的教學(xué)體會(huì)。

一、優(yōu)化教材內(nèi)容，課堂講解力求深入淺出

流體力學(xué)課程體系的主要內(nèi)容包括基本理論和實(shí)驗(yàn)兩大部分。由于流體力學(xué)學(xué)科的快速發(fā)展以及社會(huì)對(duì)各專業(yè)學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)要求的不斷變化，有些在用教材已不能滿足教學(xué)要求。因此，教師在備課時(shí)要盡可能多地參閱質(zhì)量高、實(shí)用性強(qiáng)的教材，力求對(duì)同一個(gè)問(wèn)題進(jìn)行多角度分析。教學(xué)中應(yīng)將不同教材版本的不同提法告訴學(xué)生，讓學(xué)生課后獨(dú)立思考并提出自己的見解。在制定教學(xué)計(jì)劃時(shí)，應(yīng)該從課程內(nèi)容的系統(tǒng)性和完整性出發(fā)，將教材原有章節(jié)順序重新調(diào)整，便于學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解。比如，在講解流體運(yùn)動(dòng)學(xué)基礎(chǔ)、動(dòng)

力學(xué)基礎(chǔ)時(shí)，先從粘性流體三維不可壓縮流動(dòng)的運(yùn)動(dòng)微分

方程（即N-S方程）入手，對(duì)實(shí)際流體的流動(dòng)特征進(jìn)行描述，學(xué)生就可獲得流體動(dòng)力學(xué)的基本輪廓，進(jìn)而了解只要該方程中粘性力項(xiàng)為零就可得到理想流體運(yùn)動(dòng)微分方程。在此基礎(chǔ)上，再令加速度項(xiàng)為零（即流體處于靜止?fàn)顟B(tài)或相對(duì)平衡狀態(tài)），就可得到流體平衡微分方程（即歐拉方程）。通過(guò)這一調(diào)整，省去了許多推導(dǎo)過(guò)程，而且也能讓學(xué)生對(duì)流體質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的力學(xué)機(jī)制有更明晰的認(rèn)識(shí)。

在課堂講解上，教師要力求做到深入淺出。流體力學(xué)中的一些公式或方程的推導(dǎo)過(guò)程很繁雜，教師過(guò)多地羅列推導(dǎo)內(nèi)容會(huì)導(dǎo)致學(xué)生的厭學(xué)情緒，甚至有些聽不懂的干脆就放棄學(xué)習(xí)。比如，在講解流體微團(tuán)運(yùn)動(dòng)分析時(shí)，可以將多數(shù)學(xué)生兒時(shí)玩的“泥球沿坡面下滾”游戲作為例子來(lái)講解，因?yàn)榇蟛糠謱W(xué)生有過(guò)這樣的親身體驗(yàn)，他們很容易理解泥球在滾動(dòng)的同時(shí)將伴隨變形和旋轉(zhuǎn)，這樣后面的推導(dǎo)就容易被學(xué)生接受了。在講解管嘴出流時(shí)，可以學(xué)生每天接觸的水龍頭用水的例子。比如在12∶00-13∶00期間用水，12∶00時(shí)流出水龍頭的水流速度很大，隨著鍋筒內(nèi)水位的逐漸下降，到接近13∶00時(shí)用水，在同樣的水龍頭開度下，水龍頭內(nèi)的水流速度明顯要比12∶00時(shí)的流速小，學(xué)生由此很容易理解有效作用水頭與排水量的關(guān)系。

二、發(fā)揮傳統(tǒng)教學(xué)模式的優(yōu)勢(shì)

傳統(tǒng)教學(xué)模式即教師以講解、板書的形式將知識(shí)傳授給學(xué)生的一種教學(xué)方法。該方法在不同層次的教學(xué)活動(dòng)中發(fā)揮了積極的作用。教師生動(dòng)、形象的描述以及肢體語(yǔ)言能使學(xué)生有身臨其境之感，這種教學(xué)模式有利于教師主導(dǎo)作用的發(fā)揮，教師可以根據(jù)課堂上學(xué)生的反應(yīng)來(lái)適時(shí)調(diào)整講解速度和思路，并以板書的形式突出重點(diǎn)和難點(diǎn)。流體力課程中有相當(dāng)一部分內(nèi)容是力學(xué)知識(shí)和數(shù)學(xué)知識(shí)的綜合，只有通過(guò)嚴(yán)密推導(dǎo)或作圖才能比較透徹地講清其基本原理。比如連續(xù)性方程、能量方程、動(dòng)量方程、（N-S）方程等是流體力學(xué)中的經(jīng)典理論，也是難點(diǎn)所在。只有通過(guò)板書推導(dǎo)，學(xué)生才能理解其物理事實(shí)，明確其解決工程問(wèn)題的一般思路和步驟。流體微團(tuán)運(yùn)動(dòng)分析一節(jié)是運(yùn)動(dòng)學(xué)中的核心內(nèi)容，許多學(xué)生很難理解流體微團(tuán)能同時(shí)具有“平動(dòng)、變形（線變形和角變形）、旋轉(zhuǎn)”三種運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。這就要求教師從介紹速度分解定理入手，通過(guò)理論推導(dǎo)和對(duì)流體微團(tuán)運(yùn)動(dòng)變形的圖示兩種方法來(lái)講解。水擊現(xiàn)象中伴隨管道中壓力和流速交替變化從而引起壓力波的“順向”及“逆向”傳播過(guò)程，如果不通過(guò)在黑板上逐步圖示的方法，學(xué)生很難明白水擊發(fā)生的物理實(shí)質(zhì)。另外，傳統(tǒng)教學(xué)方法也能展示教師的板書和繪圖功底。如果教師的書法很漂亮，徒手繪圖效果好，能增加學(xué)生對(duì)教師的敬重感，從而激發(fā)他們對(duì)流體力學(xué)課程的學(xué)習(xí)興趣。

三、深挖多媒體教學(xué)潛力

隨著科技的飛速發(fā)展和國(guó)家對(duì)教學(xué)投資力度的加大，現(xiàn)代化的教學(xué)手段在提高課程教學(xué)質(zhì)量上發(fā)揮了重要作用。在流體力學(xué)課程教學(xué)中，通過(guò)播放課件、視頻、教學(xué)片等，能讓學(xué)生很直觀地理解流體流動(dòng)的具體特征。比如，漩渦的形成、管嘴出流時(shí)真空區(qū)的形成、兩個(gè)相鄰局部阻礙之間的干擾等現(xiàn)象，這些內(nèi)容用枯燥的文字描述是很難理解的，但利用多媒體演示，學(xué)生從動(dòng)態(tài)的、形象逼真的圖像中就很容易理解流體力學(xué)現(xiàn)象。紊流是一種高度復(fù)雜的三維非穩(wěn)態(tài)、有旋流動(dòng)。對(duì)其流動(dòng)規(guī)律的研究一直是流體力學(xué)學(xué)科領(lǐng)域的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。紊流中，存在高流速層的流體質(zhì)點(diǎn)進(jìn)入低流速層，并與低流速層質(zhì)點(diǎn)發(fā)生動(dòng)量交換，以及低流速層流體質(zhì)點(diǎn)進(jìn)入高流速層與高流速層質(zhì)點(diǎn)發(fā)生動(dòng)量交換的過(guò)程。過(guò)去教師通過(guò)板書圖示講解之后，仍有近70%的學(xué)生不理解雷諾應(yīng)力與紊流脈動(dòng)的因果關(guān)系。但是，通過(guò)動(dòng)漫形式顯示具有不同初速度的流體質(zhì)點(diǎn)進(jìn)入另一流層后對(duì)兩個(gè)流體質(zhì)點(diǎn)速度在不同方向的影響過(guò)程，使這一復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化，學(xué)生也容易接受。另外，利用教學(xué)錄像，學(xué)生對(duì)流體力學(xué)現(xiàn)象尤其是大海的潮起潮落、龍卷風(fēng)運(yùn)動(dòng)、橋墩后尾流變化，以及1940年美國(guó)塔科馬海峽大橋由于風(fēng)振而坍塌的整個(gè)過(guò)程印象深刻。多年的經(jīng)驗(yàn)表明：多媒體在教學(xué)中的運(yùn)用對(duì)于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)流體力學(xué)的興趣、增強(qiáng)求知欲、開闊視野起到了積極的作用。但是，多媒體教學(xué)潛力的開發(fā)取決于教師的前期投入，也就是說(shuō)，授課前教師必須投入大量的精力制作多媒體課件，使其包含豐富的教學(xué)內(nèi)容，同時(shí)還能調(diào)動(dòng)學(xué)生積極的參與意識(shí)[1]。只有這樣，作為傳統(tǒng)教學(xué)方法輔助手段的多媒體教學(xué)，才能在幫助學(xué)生理解難點(diǎn)、掌握重點(diǎn)、提高學(xué)習(xí)效率上發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

四、加強(qiáng)科研實(shí)訓(xùn)，開闊學(xué)生視野

引導(dǎo)學(xué)生參與科研活動(dòng)，在科學(xué)研究中增長(zhǎng)學(xué)生的專業(yè)知識(shí)，開闊學(xué)生的學(xué)術(shù)視野。教師在完成課堂教學(xué)任務(wù)之后，就課內(nèi)某一知識(shí)點(diǎn)引導(dǎo)學(xué)生查閱相關(guān)文獻(xiàn)，開展科學(xué)研究，培養(yǎng)學(xué)生的科研意識(shí)，提高其認(rèn)知水平。學(xué)生以書面形式定期反映自己在查閱文獻(xiàn)和學(xué)習(xí)研究中的收獲。教師根據(jù)學(xué)生書面總結(jié)的完成情況給予評(píng)價(jià)。此外，教師也鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)參與校內(nèi)外的科研活動(dòng)，并定期寫出自己的體會(huì)交指導(dǎo)教師評(píng)定[2-3]。學(xué)生參與的科研內(nèi)容即使與其所學(xué)專業(yè)的學(xué)科領(lǐng)域有一定距離，也將得到支持，因?yàn)閰⑴c科研活動(dòng)對(duì)學(xué)生能起到開闊視野、激發(fā)科研熱情、訓(xùn)練科研思維的作用[4]。同時(shí)還將進(jìn)一步密切科學(xué)研究與專業(yè)學(xué)習(xí)之間的關(guān)系，為學(xué)生進(jìn)入更高層次的學(xué)習(xí)和工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[3]。

流體力學(xué)是一門系統(tǒng)性和理論性都較強(qiáng)的課程，它既體現(xiàn)了經(jīng)典力學(xué)的基本思想，也反映了數(shù)學(xué)、物理、機(jī)械等多學(xué)科在現(xiàn)代工程中的交叉應(yīng)用。在學(xué)分制教學(xué)管理體制和大專業(yè)背景下的人才培養(yǎng)模式，根據(jù)學(xué)生的基礎(chǔ)和專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)來(lái)尋求合適的教學(xué)方法，構(gòu)建有創(chuàng)新特色的流體力學(xué)課程教學(xué)改革體系，是一個(gè)艱難而漫長(zhǎng)的過(guò)程，還需要在今后的教學(xué)工作中作出更多的努力。

參考文獻(xiàn)：

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[3] 王燁， 陳煥新.《水泵及水泵站》課程設(shè)計(jì)教學(xué)改革[J].高等建筑教育， 2011， 20（3）： 91-94.

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Investigation and practice on multiangle teaching method of fluid mechanics

WANG Yea， LI Yaningb

（a. School of Environmental and Municipal Engineering； b. School of Automation and Electrical Engineering， Lanzhou Jiaotong University， Gansu 730070， P. R. China）

Abstract：

第3篇：流體力學(xué)基本原理范文

論文關(guān)鍵詞: 流體輸配管網(wǎng) 時(shí)間安排 教學(xué)內(nèi)容 學(xué)習(xí)方法

論文摘要: 《流體輸配管網(wǎng)》是建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)的一門主干課程，但目前卻存在著授課時(shí)間安排不合理、授課內(nèi)容急需調(diào)整等突出問(wèn)題。因此。合理安排授課時(shí)間、對(duì)授課內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整、使學(xué)生掌握科學(xué)的學(xué)習(xí)方法等是擺在任課教師面前的一項(xiàng)重要任務(wù)。

《流體輸配管網(wǎng)》是建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)一門主干課程，該課程將《空調(diào)工程》《燃?xì)廨斉洹贰锻L(fēng)工程》《建筑給排水》《鍋爐及鍋爐房設(shè)備》《建筑消防工程》《工廠動(dòng)力工程》等課程中的管網(wǎng)系統(tǒng)原理抽出，經(jīng)提煉后與《流體力學(xué)泵與風(fēng)機(jī)》中的“泵與風(fēng)機(jī)”部分進(jìn)行整合、充實(shí)而成。如何講授好本課程，處理好本課程與其他專業(yè)課程之間的銜接問(wèn)題，進(jìn)而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)質(zhì)量，是任課教師急需解決的難題。

一、授課時(shí)間安排方面存在的問(wèn)題

以往，《流體輸配管網(wǎng)》課程曾安排在第二學(xué)年第二學(xué)期，也有安排在第三學(xué)年第一學(xué)期與第二學(xué)期的。有學(xué)者與教師認(rèn)為，這門課程是專業(yè)課程 ，應(yīng)安排在第四學(xué)年第一學(xué)期 ，這樣可以讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)各專業(yè)課程之后集中學(xué)習(xí)管網(wǎng)理論知識(shí) ，達(dá)到使學(xué)生融會(huì)貫通并激發(fā)學(xué)生的想象力與創(chuàng)造力的目的。

l將本課程安排在專業(yè)課程學(xué)習(xí)之前存在的問(wèn)題

《流體輸配管網(wǎng)》包括“泵與風(fēng)機(jī)理論基礎(chǔ)知識(shí)”“管網(wǎng)系統(tǒng)組成”“管網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論”及“管網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)理論基礎(chǔ)知識(shí)”等主要內(nèi)容。將本課程安排在《流體力學(xué)》課程之后、相關(guān)專業(yè)課程之前，與專業(yè)基礎(chǔ)理論課程《傳熱學(xué)》《工程熱力學(xué)》與《熱質(zhì)交換設(shè)備》等放在同一學(xué)年授課，優(yōu)點(diǎn)是提前學(xué)習(xí)“泵與風(fēng)機(jī)理論基礎(chǔ)知識(shí)”“泵與風(fēng)機(jī)和管網(wǎng)的匹配”等主要內(nèi)容，可以為后續(xù)的專業(yè)課程學(xué)習(xí)帶來(lái)方便 ，因?yàn)閷W(xué)習(xí)專業(yè)課程需要學(xué)生具備一定的泵與風(fēng)機(jī)理論基礎(chǔ)知識(shí)。

將本課程安排在專業(yè)課程學(xué)習(xí)之前存在的問(wèn)題是，在講授 “流體輸配管網(wǎng)系統(tǒng)類型及裝置”“流體管網(wǎng)水力特征與水力計(jì)算”等內(nèi)容時(shí)學(xué)生普遍反映，雖然課程理解起來(lái)不難．但要將課程前后內(nèi)容聯(lián)系起來(lái)達(dá)到融會(huì)貫通卻十分困難，原因主要有兩點(diǎn)：一方面，學(xué)生對(duì)管網(wǎng)系統(tǒng)還十分生疏，沒有前期專業(yè)課程的鋪墊便突然要學(xué)習(xí)管網(wǎng)類型、裝置及管網(wǎng)系統(tǒng)知識(shí)，對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)顯然有困難，因而達(dá)不到預(yù)期的教學(xué)目的；另一方面，目前《流體輸配管網(wǎng)》的授課主線不太突出，學(xué)習(xí)時(shí)需要學(xué)生具備一定的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)。

2．將本課程安排在專業(yè)課程學(xué)習(xí)之后存在的問(wèn)題

針對(duì)學(xué)生反映的問(wèn)題．筆者所在的教研組及時(shí)修正了教學(xué)計(jì)劃，將該課程安排在第三學(xué)年第二學(xué)期 ．從教學(xué)效果上來(lái)看還是很好的．但在其他專業(yè)課程授課過(guò)程中有部分學(xué)生反映 ．由于缺少“泵與風(fēng)機(jī)理論基礎(chǔ)知識(shí)”．在學(xué)習(xí)“管網(wǎng)系統(tǒng)水力工況分析”與“系統(tǒng)工況調(diào)節(jié)”等內(nèi)容時(shí)有一定的難度。根據(jù)這些問(wèn)題，筆者所在的教研組決定將《流體輸配管網(wǎng)》課程安排在第三學(xué)年第一學(xué)期，與專業(yè)課程同時(shí)講授，并對(duì)其中部分章節(jié)的順序和內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整 實(shí)踐證明，這種安排的優(yōu)點(diǎn)比較突出。

3．對(duì)本課程授課時(shí)間安排的一些想法與建議

《流體輸配管網(wǎng)》為專業(yè)課程，其目的就是讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)各專業(yè)課程之后集中學(xué)習(xí)管網(wǎng)理論知識(shí)，以使學(xué)生融會(huì)貫通，激發(fā)學(xué)生的想象力與創(chuàng)造力，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。因此筆者認(rèn)為，本課程應(yīng)該安排在專業(yè)課程學(xué)習(xí)之后，也就是應(yīng)該安排在第四學(xué)年第一學(xué)期，然后將本課程內(nèi)容靈活分為兩大部分，分別在不同學(xué)年講授，其中一部分是“泵與風(fēng)機(jī)理論基礎(chǔ)知識(shí)”．可以安排在第二學(xué)年第二學(xué)期專業(yè)課程學(xué)習(xí)之前或與專業(yè)課程同時(shí)講授：另外一部分就是“管網(wǎng)系統(tǒng)及管網(wǎng)設(shè)計(jì)與管網(wǎng)工況調(diào)節(jié)理論知識(shí)”，可以安排在第四學(xué)年第一學(xué)期專業(yè)課程學(xué)習(xí)之后。

二、授課內(nèi)容存在的問(wèn)題

提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，合理安排教學(xué)內(nèi)容，對(duì)學(xué)生掌握本課程理論知識(shí)、提高解決實(shí)際工程問(wèn)題能力具有至關(guān)重要的作用。因此筆者認(rèn)為，本課程的授課主線與 目的必須突出、明確，與專業(yè)課程的銜接必須恰當(dāng)。

1．對(duì)本課程授課章節(jié)順序進(jìn)行調(diào)整

本課程是在專業(yè)基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)完之后開始講授，或與主要專業(yè)課程的學(xué)習(xí)同時(shí)進(jìn)行，或在主要專業(yè)課程學(xué)習(xí)完成之后進(jìn)行，其主要基礎(chǔ)知識(shí)是流體力學(xué)，流體力學(xué)內(nèi)容已經(jīng)包括了簡(jiǎn)單管路、復(fù)雜管路及環(huán)狀管路組成與水力計(jì)算基礎(chǔ)理論部分，學(xué)生對(duì)管網(wǎng)知識(shí)已有了初步的了解。因此．可以結(jié)合其他專業(yè)課程的需要，對(duì)授課章節(jié)順序進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整 ，以使授課主線與目的更加清晰 、明確 可以將第五章“泵與風(fēng)機(jī)理論基礎(chǔ)”、第六章“泵與風(fēng)機(jī)與管網(wǎng)的匹配”、第七章“枝狀管網(wǎng)水力工況分析與調(diào)節(jié)”中第一節(jié)“管網(wǎng)系統(tǒng)壓力分布”等內(nèi)容放在前面講授．一是因?yàn)閷W(xué)生已經(jīng)具備了掌握這些知識(shí)的能力，二是因?yàn)殚_設(shè)的其他專業(yè)課程需要學(xué)生首先具備這些專業(yè)理論基礎(chǔ)知識(shí)。這樣調(diào)整之后 ，有關(guān)管網(wǎng)類型、裝置，枝狀、環(huán)狀管網(wǎng)水力計(jì)算與工況分析調(diào)節(jié)等內(nèi)容即可放在專業(yè)課程學(xué)習(xí)之后或與專業(yè)課程同時(shí)講授。從筆者這幾年的教學(xué)實(shí)踐來(lái)看，這種調(diào)整具有一定的優(yōu)勢(shì)。

另外，有學(xué)生反映，第二章“氣體管網(wǎng)水力特征與水力計(jì)算”中第二節(jié)“流體輸配管網(wǎng)水力計(jì)算的基本原理和方法”應(yīng)單獨(dú)列為一章，因?yàn)檫@一節(jié)的內(nèi)容是氣體與液體管網(wǎng)水力計(jì)算的基礎(chǔ)理論知識(shí)，而這也是流體力學(xué)的主要內(nèi)容。筆者認(rèn)為這個(gè)意見提得較好，調(diào)整后可以使本課程授課主線更加突出與明朗。但筆者建議 ，可以將“流體輸配管網(wǎng)水力計(jì)算的基本原理和方法”“枝狀管網(wǎng)水力共性與水力計(jì)算通用方法”和“環(huán)狀管網(wǎng)水力計(jì)算的基本原理與方法”相結(jié)合，列為單獨(dú)的一章，這樣設(shè)置更合理，也使授課主線更突出。

2．對(duì)本課程授課內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整

《流體輸配管網(wǎng)》是從各專業(yè)課程中將管網(wǎng)系統(tǒng)原理抽出經(jīng)提煉后形成的課程，因而不可避免地會(huì)造成各門課程之間的沖突。筆者認(rèn)為，本課程中“管網(wǎng)類型及裝置”可在專業(yè)課程中講授．“管網(wǎng)的水力工況分析及調(diào)節(jié)”應(yīng)在本課程中講授．這樣可以更好地突出管網(wǎng)的水力工況分析與調(diào)節(jié)共性，使學(xué)生掌握不同管網(wǎng)設(shè)計(jì)、管網(wǎng)水力分析與調(diào)節(jié)的基本規(guī)律。

三、學(xué)習(xí)方法的問(wèn)題

《流體輸配管網(wǎng)》課程實(shí)踐性、應(yīng)用性較強(qiáng)，管網(wǎng)系統(tǒng)千差萬(wàn)別。因此 ，要想提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣 ，使學(xué)生牢牢掌握管網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、管網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)基本原理和方法 。學(xué)習(xí)方法尤為重要。

有學(xué)生反映，這門課程理解起來(lái)并不難，但要將課程前后內(nèi)容聯(lián)系起來(lái)達(dá)到融會(huì)貫通卻十分困難。筆者認(rèn)為原因有兩點(diǎn)：一方面，盡管管網(wǎng)系統(tǒng)千差萬(wàn)別，但管網(wǎng)系統(tǒng)水力特征、水力計(jì)算及管網(wǎng)調(diào)節(jié)理論分析卻是流體力學(xué)的基本知識(shí)，都主要是一元穩(wěn)定流動(dòng)能量方程的運(yùn)用 ，學(xué)生對(duì)這個(gè)基本規(guī)律的運(yùn)用可以說(shuō)是得心應(yīng)手，無(wú)論是動(dòng)力確定還是壓力分布等都難不倒學(xué)生，因此“理解起來(lái)并不難”：另一方面 ，授課時(shí)間安排不合理 ，學(xué)生沒有見過(guò)這個(gè)系統(tǒng)，分不清系統(tǒng)形式與系統(tǒng)裝置的區(qū)別 ，這就使得學(xué)生上課時(shí)能夠理解，下課后就忘記了。要想解決這個(gè)問(wèn)題。筆者認(rèn)為應(yīng)加強(qiáng)兩項(xiàng)主要教學(xué)工作：第一是加強(qiáng)學(xué)生對(duì)基本概念 、專業(yè)術(shù)語(yǔ)的掌握。第二就是加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，做到理論聯(lián)系實(shí)際、實(shí)踐與理論結(jié)合、課堂與實(shí)踐結(jié)合。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)臺(tái)實(shí)驗(yàn)滿足不了教學(xué)要求，因此教師在授課時(shí)應(yīng)加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。如安排2~4學(xué)時(shí)或課后時(shí)間讓學(xué)生參觀不同類型的管網(wǎng)系統(tǒng) ．繪制管網(wǎng)系統(tǒng)圖，找出系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理 、不合理之處，校核泵 、風(fēng)機(jī)與管網(wǎng)是否匹配。有條件的話還可以讓學(xué)生自己動(dòng)手調(diào)節(jié)管網(wǎng)流體參數(shù)，在管路系統(tǒng)中安裝調(diào)節(jié)閥。通過(guò)實(shí)踐 ，將課本知識(shí)上升到理論分析的高度 ，這樣就能有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率。

參考文獻(xiàn)

第4篇：流體力學(xué)基本原理范文

關(guān)鍵詞：MATLAB；流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)；雷諾實(shí)驗(yàn)

作者簡(jiǎn)介：郭煒（1975-），女，湖北荊州人，北京石油化工學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院，講師。（北京102617）劉鋒（1974-），男，湖北荊州人，中國(guó)船級(jí)社質(zhì)量認(rèn)證公司體系認(rèn)證部，助理工程師。（北京100006）

中圖分類號(hào)：G642.423     文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A     文章編號(hào)：1007-0079（2012）14-0106-01

流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)涉及的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)較多，數(shù)據(jù)處理工作量較大，兼有作圖，有的要多次重復(fù)使用一個(gè)或幾個(gè)公式計(jì)算。在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式下，學(xué)生把主要時(shí)間花在煩瑣的數(shù)據(jù)計(jì)算方面，從而不再關(guān)注實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象，整個(gè)實(shí)驗(yàn)沒有充分發(fā)揮出實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)有的效能，學(xué)生沒有通過(guò)實(shí)驗(yàn)加深對(duì)理論的理解和運(yùn)用理論思考實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象。其次，實(shí)驗(yàn)作為對(duì)理論知識(shí)掌握程度的一種量度，在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式下其反饋周期過(guò)長(zhǎng)，學(xué)生只有在實(shí)驗(yàn)報(bào)告返回之后才能知道實(shí)驗(yàn)過(guò)程是否操作正確，不能在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中考慮錯(cuò)誤實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的問(wèn)題出現(xiàn)在哪里。因此，對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行創(chuàng)新成為提高實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量的有效方法。

MATLAB是美國(guó)Math Works公司于1984年推出的科學(xué)計(jì)算軟件，它以矩陣的形式處理數(shù)據(jù)，將高性能的數(shù)值計(jì)算和可視化集成在一起，提供了大量的內(nèi)置函數(shù)，從而廣泛地應(yīng)用于科學(xué)計(jì)算、控制系統(tǒng)、信息處理等領(lǐng)域的分析、仿真和程序語(yǔ)言設(shè)計(jì)工作，使繁瑣、枯燥的數(shù)值計(jì)算變成一種簡(jiǎn)單、直觀的可視化操作過(guò)程，能較準(zhǔn)確地標(biāo)記樣本數(shù)據(jù)點(diǎn)和繪出擬合曲線，已成為國(guó)際公認(rèn)的最優(yōu)秀的科技應(yīng)用軟件。其主要特點(diǎn)如下：語(yǔ)言簡(jiǎn)潔靈活，庫(kù)函數(shù)豐富；運(yùn)算符豐富，兼有結(jié)構(gòu)化語(yǔ)句和面向?qū)ο缶幊烫匦?；程序限制不?yán)格，自由度大，可移植性好；圖形功能強(qiáng)大，數(shù)據(jù)可視化簡(jiǎn)單；有功能強(qiáng)大的學(xué)科工具箱和功能工具箱，內(nèi)部函數(shù)豐富；開放性強(qiáng)的源程序，用戶易于構(gòu)建自己的工具箱。

基于上述MATLAB的功能及其特點(diǎn)，在流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)中引入MATLAB軟件，以上問(wèn)題不但可以得到解決，而且可以提高學(xué)生應(yīng)用計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)的能力。根據(jù)流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合MATLAB軟件的特點(diǎn)與功能，我們?cè)诹黧w力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。以流體力學(xué)中的雷諾實(shí)驗(yàn)為例，簡(jiǎn)要介紹了MATLAB語(yǔ)言在數(shù)據(jù)輸入、數(shù)值計(jì)算以及圖形可視化方面的功能，展示了MATLAB在流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理中簡(jiǎn)潔、快捷與直觀等特點(diǎn)。

一、MATLAB在雷諾實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

在流體力學(xué)的教學(xué)中，為了使學(xué)生理解和掌握流體運(yùn)動(dòng)的兩種主要狀態(tài)――層流和紊流的判別，雷諾實(shí)驗(yàn)占有很重要的地位。

1.實(shí)驗(yàn)原理

實(shí)際流體的流動(dòng)會(huì)呈現(xiàn)出兩種不同的型態(tài)：層流和紊流。它們的區(qū)別在于：流動(dòng)過(guò)程中流體層之間是否發(fā)生混摻現(xiàn)象。在紊流流動(dòng)中存在隨機(jī)變化的脈動(dòng)量，而在層流流動(dòng)中則沒有。圓管中恒定流動(dòng)的流態(tài)轉(zhuǎn)化取決于雷諾數(shù)，d是圓管直徑，v是斷面平均流速，是流體的運(yùn)動(dòng)粘性系數(shù)。

圓管中定常流動(dòng)的流態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)化時(shí)對(duì)應(yīng)的雷諾數(shù)稱為臨界雷諾數(shù)，又分為上臨界雷諾數(shù)和下臨界雷諾數(shù)。上臨界雷諾數(shù)表示超過(guò)此雷諾數(shù)的流動(dòng)必為紊流，它很不確定，跨越一個(gè)較大的取值范圍。有實(shí)際意義的是下臨界雷諾數(shù)，表示低于此雷諾數(shù)的流動(dòng)必為層流，有確定的取值，圓管定常流動(dòng)的下臨界雷諾數(shù)取為Re=2300。

2.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理

在實(shí)驗(yàn)中把顏色水注入實(shí)驗(yàn)臺(tái)管內(nèi)，為了測(cè)量下臨界雷諾數(shù)，將實(shí)驗(yàn)臺(tái)調(diào)節(jié)閥打開，使管中呈完全紊流，再逐步關(guān)小調(diào)節(jié)閥使流量減小。當(dāng)流量調(diào)節(jié)到使顏色水在全管剛呈現(xiàn)出一穩(wěn)定直線時(shí)，即為下臨界狀態(tài)。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，調(diào)節(jié)閥門，水流速度由大到小，紊流狀態(tài)測(cè)2次水量和時(shí)間，下臨界狀態(tài)測(cè)1次水量和時(shí)間，層流狀態(tài)測(cè)2次水量和時(shí)間，每個(gè)狀態(tài)均用體積法測(cè)定流量。5次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表如表1。

在雷諾的實(shí)驗(yàn)中，編寫簡(jiǎn)單的MATLAB的* . m 文件，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，求出雷諾數(shù)，并做出雷諾數(shù)與流量的關(guān)系曲線圖如圖1所示。

二、討論

從上面的程序可以看出，用MATLAB語(yǔ)言編寫應(yīng)用程序處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)比C及Fortran更加簡(jiǎn)單易用，編程如同列算式一樣，不易出錯(cuò)，且利于調(diào)試和修改，數(shù)據(jù)和處理結(jié)果可視化。因此可成為高效的處理流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的幫手。從實(shí)踐效果看，利用MATLAB軟件進(jìn)行流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)于學(xué)生理解和掌握課程的基本原理內(nèi)容是非常有幫助的，同時(shí)隨著該軟件計(jì)算功能的進(jìn)一步增強(qiáng)和課程實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的深入開展，充分利用以MATLAB為代表的計(jì)算軟件包進(jìn)行專業(yè)課程的輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)不但提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，加深了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的認(rèn)識(shí)，而且十分有助于對(duì)專業(yè)課程課堂理論教學(xué)內(nèi)容的理解和掌握，對(duì)學(xué)生熟悉和應(yīng)用MATLAB軟件也起到一定的積極作用。

參考文獻(xiàn)：

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[2]胡敏良.流體力學(xué)[M].武漢:武漢理工大學(xué)出版社,2003.

[3]曹桂萍,孫杰,潘亮,閆亭亭.雷諾實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新性教學(xué)[J].高師理科學(xué)刊,2011,31(2):110-112.

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第5篇：流體力學(xué)基本原理范文

關(guān)鍵詞：CAI；流體力學(xué)；雷諾實(shí)驗(yàn)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）17-0265-02

一、引言

實(shí)驗(yàn)是理論聯(lián)系實(shí)際的重要環(huán)節(jié)。它不僅是為了傳授學(xué)科知識(shí)、驗(yàn)證學(xué)科理論、掌握實(shí)驗(yàn)操作的基本技能，更著意于培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)思維、開拓意識(shí)、創(chuàng)新和動(dòng)手能力。為適應(yīng)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的需求，如何在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，擺脫煩瑣的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深學(xué)生對(duì)理論的理解，深度挖掘?qū)W生運(yùn)用理論解決實(shí)際問(wèn)題的潛在能力，努力探索創(chuàng)新型的教學(xué)方法成為大學(xué)實(shí)驗(yàn)改革的重點(diǎn)[1]。流體力學(xué)是一門專業(yè)基礎(chǔ)課，該課程覆蓋了海洋漁業(yè)科學(xué)與技術(shù)、海洋環(huán)境、海洋技術(shù)、熱能動(dòng)力工程、環(huán)境工程等專業(yè)。為了配合相關(guān)實(shí)驗(yàn)課程的順利開展（包括針對(duì)部分專業(yè)的獨(dú)立實(shí)驗(yàn)課程），各高校添置了多種類、多套數(shù)的多功能流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，確保完成流體力學(xué)的本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)[2]。與此同時(shí)，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法存在許多不足之處，有待改進(jìn)創(chuàng)新。例如，實(shí)驗(yàn)效率低下、數(shù)據(jù)處理煩瑣且易出錯(cuò)、學(xué)生掌握情況無(wú)法及時(shí)反饋、教師工作量大且重復(fù)性高等。這些都使得實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果大打折扣，不僅學(xué)生滿意度降低，而且教師的付出并未得到有效的產(chǎn)出回報(bào)。盡管設(shè)備的“硬件”實(shí)力已經(jīng)加強(qiáng)，但落后的“軟件”卻制約著實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的有效提升，無(wú)法達(dá)到事半功倍的理想效果?；诖朔N情形，本文在2015―2016學(xué)年第二學(xué)期的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，以“雷諾實(shí)驗(yàn)”為例，采用計(jì)算機(jī)軟件輔助計(jì)算與分析。通過(guò)對(duì)2個(gè)專業(yè)3個(gè)班級(jí)共125名學(xué)生的調(diào)查問(wèn)卷與數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，新型方法的應(yīng)用，可以提高課堂效率40%以上，學(xué)生綜合滿意度達(dá)到95%。

二、雷諾實(shí)驗(yàn)

英國(guó)科學(xué)家雷諾（O.Reynolds）在1883年經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，在黏性流體中存在層流和湍流這兩種截然不同的流態(tài)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，流動(dòng)由層流至湍流的D捩不僅僅取決于管內(nèi)的流速，而且與以下四個(gè)物理量：管內(nèi)的平均流速V、圓管直徑d、流體密度ρ及流體的動(dòng)力黏度μ（或者運(yùn)動(dòng)粘度ν）組成的無(wú)量綱數(shù)有關(guān)，即雷諾系數(shù)Re。

由層流轉(zhuǎn)變?yōu)橥牧鲿r(shí)的雷諾數(shù)稱為臨界雷諾數(shù)，小于臨界值流動(dòng)為層流，大于臨界值流動(dòng)為湍流。實(shí)驗(yàn)得出，臨界雷諾數(shù)為2300，用它來(lái)判斷流態(tài)是十分簡(jiǎn)便的，只要計(jì)算出圓管中流動(dòng)的雷諾數(shù)，便可確定流態(tài)。雷諾實(shí)驗(yàn)的裝置如圖1所示[3]。

雷諾實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目的是通過(guò)改變水在管內(nèi)的速度，觀察流體流動(dòng)過(guò)程的不同流態(tài)及其轉(zhuǎn)變過(guò)程，建立“層流和湍流”兩種流態(tài)的感性認(rèn)識(shí)，測(cè)定流態(tài)轉(zhuǎn)變時(shí)的臨界雷諾數(shù)。雷諾實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)是數(shù)據(jù)量大，計(jì)算煩瑣。在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式下，學(xué)生把主要時(shí)間都花在了數(shù)據(jù)處理方面，讓很多學(xué)生失去了學(xué)習(xí)流體力學(xué)的興趣。

三、雷諾實(shí)驗(yàn)課程的CAI教改方案

CAI，被廣泛譯為“計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)”，已基本得到教育界的認(rèn)可。CAI為學(xué)生提供一個(gè)良好的個(gè)人化學(xué)習(xí)環(huán)境。綜合應(yīng)用多媒體、超文本、人工智能和知識(shí)庫(kù)等計(jì)算機(jī)技術(shù)，克服了傳統(tǒng)教學(xué)方式上單一、片面的缺點(diǎn)。它的使用能有效地縮短學(xué)習(xí)時(shí)間、提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的教學(xué)目標(biāo)。

在傳統(tǒng)的雷諾實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生只是被動(dòng)地觀察流動(dòng)形態(tài)，簡(jiǎn)單地記錄數(shù)據(jù)，然后花費(fèi)大量課堂時(shí)間進(jìn)行計(jì)算以驗(yàn)證雷諾數(shù)，沒有時(shí)間和老師主動(dòng)探討實(shí)驗(yàn)原理，積極分析問(wèn)題和解決問(wèn)題，容易挫傷學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。本文從兩個(gè)方面對(duì)雷諾實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新。

1.教學(xué)模式改革。教學(xué)模式的改革服務(wù)于課程核心目標(biāo)從“使學(xué)生了解并掌握雷諾實(shí)驗(yàn)基本概念”轉(zhuǎn)變?yōu)椤笆箤W(xué)生能夠觀察實(shí)驗(yàn)、理解實(shí)驗(yàn)和研究實(shí)驗(yàn)”的根本目標(biāo)，為實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)調(diào)整為雷諾實(shí)驗(yàn)基本概念、雷諾實(shí)驗(yàn)搭建和雷諾實(shí)驗(yàn)測(cè)試三部分，每部分提出若干問(wèn)題，編制《雷諾實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書》，以指導(dǎo)手冊(cè)為基礎(chǔ)指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行“基于問(wèn)題的學(xué)習(xí)”。課程教學(xué)時(shí)間分為視頻教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)并行的兩部分，視頻教學(xué)時(shí)間以教師講授與小組討論的方式梳理學(xué)習(xí)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)；實(shí)踐教學(xué)時(shí)間學(xué)生帶著問(wèn)題進(jìn)入，搭建實(shí)驗(yàn)和測(cè)試?yán)字Z數(shù)，驗(yàn)證理論、提煉理論。

2.教學(xué)工具改革。在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式下，按照實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊(cè)上的既定步驟，學(xué)生可以在無(wú)須對(duì)理論知識(shí)了解很多的情況下就完成實(shí)驗(yàn)和利用既定公式計(jì)算整理出實(shí)驗(yàn)報(bào)告；其次，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生把主要時(shí)間花在煩瑣的數(shù)據(jù)計(jì)算方面，而不是放在加深對(duì)理論的理解和運(yùn)用理論解決實(shí)際問(wèn)題方面；再次，實(shí)驗(yàn)作為對(duì)理論知識(shí)掌握程度的一種量度，在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式下其反饋周期過(guò)長(zhǎng)，不利于教師及時(shí)把握教學(xué)效果和教學(xué)進(jìn)程。因此，本文充分利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)，以上問(wèn)題可以得到有效的解決：在硬件建設(shè)方面，所需要做的只是為實(shí)驗(yàn)室添置一臺(tái)微機(jī)和多臺(tái)計(jì)算機(jī)終端，在軟件方面，利用計(jì)算工具創(chuàng)建雷諾實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。編制該CAI時(shí)，本著形象、直觀、易操作的原則，只要輸入有關(guān)的測(cè)量數(shù)據(jù)，屏幕上便顯示出雷諾數(shù)的大小和管道中流體的流態(tài)。圖2和圖3分別是測(cè)量數(shù)據(jù)的輸入窗口和雷諾數(shù)的校準(zhǔn)圖。

四、CAI在雷諾實(shí)驗(yàn)課程中的教學(xué)效果

1.鼓勵(lì)和指導(dǎo)對(duì)實(shí)驗(yàn)感興趣又學(xué)有余力的學(xué)生進(jìn)入更深層次的實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)驗(yàn)課程的電腦化教學(xué)，可通過(guò)電腦觀看預(yù)習(xí)教學(xué)錄像，實(shí)驗(yàn)課程講義，給學(xué)生提高動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力創(chuàng)造了條件。

2.運(yùn)用先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)手段，通過(guò)CAI對(duì)雷諾實(shí)驗(yàn)進(jìn)行模擬仿真，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的搭建和調(diào)試，讓學(xué)生更好掌握軟硬件結(jié)合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的流程和方法，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情。

3.計(jì)算工具的改進(jìn)。通過(guò)CAI將學(xué)生從煩瑣的數(shù)據(jù)計(jì)算中解脫出來(lái)，可以快速理解實(shí)驗(yàn)原理，準(zhǔn)確校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，便于教師快速掌握學(xué)生實(shí)驗(yàn)測(cè)量和計(jì)算情況。

參考文獻(xiàn)：

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第6篇：流體力學(xué)基本原理范文

摘 要 “弧線球”往往是一場(chǎng)足球比賽中的看點(diǎn)，看過(guò)本文的分析，只要多加練習(xí)，您也可以射出精彩的弧線球。

關(guān)鍵字 力學(xué) 伯努利 弧線球

在英超聯(lián)賽中精彩的弧線球射門場(chǎng)景讓人記憶猶新，作為一名體育工作者，在感嘆球員的精彩球技時(shí)，更應(yīng)關(guān)注其中蘊(yùn)藏的科學(xué)道理。在本文中，我將依據(jù)自己有限的流體力學(xué)知識(shí)，分析精彩射門中的力學(xué)原理。眾所周知，當(dāng)人給球力的有個(gè)角度（0

一、伯努利原理

要弄清楚這個(gè)問(wèn)題，就得先了解一下伯努利原理。伯努利原理認(rèn)為：“在流水或氣流里，如果流速小，對(duì)旁側(cè)的壓力就大，如果流速大，對(duì)旁側(cè)的壓力就小?！弊闱蜿?duì)員用腳踢球時(shí)，只踢球的一小部分，把球“搓”起來(lái)，球受力，就發(fā)生旋轉(zhuǎn)，而當(dāng)球在空中高速旋轉(zhuǎn)并向前飛行時(shí)，它屬于剛體的一般運(yùn)動(dòng)，它包括了剛體的平移、定軸轉(zhuǎn)動(dòng)、定點(diǎn)運(yùn)動(dòng)等。根據(jù)伯努利原理，球就受到了一個(gè)橫向的壓力差，這個(gè)壓力差，使球向旁側(cè)偏離，而球又是不斷向前飛行著，在這種情況下，足球同時(shí)參與了兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)，便沿一條彎曲的弧線運(yùn)行了。

二、伯努利方程式

伯努利方程式：ρv2/2+ρgz+p=常量，實(shí)際上是流體運(yùn)動(dòng)中的功能關(guān)系式，即單位體積流體的機(jī)械能的增量等于壓力差所做的功。必須指出，伯努利方程式右邊的常量，對(duì)于不同的流管，其值不一定相同。由方程可知，流速v大的地方壓強(qiáng)p小，反之，流速小的地方壓強(qiáng)大。在粗細(xì)不均勻的水平流管中，根據(jù)連續(xù)性方程，管細(xì)處流速大，管粗處流速小，所以管細(xì)處壓強(qiáng)小，管粗處壓強(qiáng)大。從動(dòng)力學(xué)角度分析，當(dāng)流體沿水平管道運(yùn)動(dòng)時(shí)，其質(zhì)元從管粗處流向管細(xì)處將加速，使質(zhì)元加速的作用力來(lái)源于壓力差。

三、伯努利原理在足球中的應(yīng)用

（一）伯努利原理是流體力學(xué)中的基本原理，流體運(yùn)動(dòng)速度越快，壓力越小，且中的壓力又是往各個(gè)方向都有的。

（二）形成弧線球的力學(xué)條件有二：1.踢球作用力（合力）不通過(guò)球體的重心――使球體產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)；2.有一定位移――在空氣作用下，旋轉(zhuǎn)的球體發(fā)生軌跡改變?；【€球的受力分析：當(dāng)運(yùn)動(dòng)員踢球時(shí)，作用力F通過(guò)球體重心：球體不發(fā)生旋（作用力方向即法線方向）轉(zhuǎn)并沿直線方向運(yùn)行，獲得100%的出球力量，即F1=F×100%。此力不能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。

當(dāng)運(yùn)動(dòng)員踢球時(shí)，作用力F不通過(guò)球體重心：與法線成α1=30度時(shí)，偏心距X1=5.55cm（足球競(jìng)賽規(guī)則規(guī)定，正式比賽）用球圓周為68-77cm，切線分為F2將產(chǎn)生力矩作用，使球體沿著以F2為切線的方向旋轉(zhuǎn)。擊球時(shí)的力矩值為：M1=F2×r=2×F×r（M為力矩，F(xiàn)2為切線分力并F2=F/2，r為球體半徑。法線分力F1決定出球方向和遠(yuǎn)度，且F1=86.6%×F，它使球沿F2方向以較小的弧度運(yùn)行（理論上計(jì)算其弧度數(shù)值為π/3）。

當(dāng)踢球作用力與法線成α2=60度時(shí)，偏心距X2=9.6cm。切線分為F2將產(chǎn)生力矩作用，使球體沿著以F2為切線的方向旋轉(zhuǎn)。其力矩值為：M2=F2×r=0.8663F×r（式中M2為力矩，F(xiàn)2為切線分力并F2=0.8663F，r為球體半徑）。法線分力F1決定出球方向和遠(yuǎn)度，且F1=50%×F，它使球沿F2方向以較大的弧度運(yùn)行（理論上計(jì)算其弧度數(shù)值為2π/3），其運(yùn)行遠(yuǎn)度較小。

當(dāng)踢球作用力與法線成α2=90度時(shí)垂直于法線時(shí)，只產(chǎn)生力矩使球旋轉(zhuǎn)，而不能使球位移，故不能構(gòu)成腳背內(nèi)側(cè)弧線球。

運(yùn)動(dòng)員踢球作用力F不通過(guò)球體重心，我們把這作用力分解為法線分力F1和切線分力F2。法線分力F2作用的結(jié)果，是使球體產(chǎn)生移動(dòng)前進(jìn)，且前進(jìn)速度為V1；切線分力F2作用的結(jié)果是使球以ω為旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。根據(jù)動(dòng)力學(xué)的基本公式，經(jīng)推導(dǎo)得：

F×t=m×V V=Ft/m，即球的前進(jìn)速度ω。

F×t×x=J×ω ω=Ftx/J，即球的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度。

因?yàn)榍虻馁|(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量均為常量所以，作用于球體的力F和力的作用時(shí)間t的值越大，則球體的前進(jìn)速度V和轉(zhuǎn)動(dòng)ω角度速度就越快；反之，作用于球體的力F與力的作用時(shí)間t的值越小，則球體的前進(jìn)速度V和轉(zhuǎn)動(dòng)角速度ω就越慢。而作用力的力臂X的值大即踢球角增大，則轉(zhuǎn)動(dòng)角速度ω就加快；反之，力臂X的值小即踢球角減小，則轉(zhuǎn)動(dòng)角速度ω減慢。如果我們把這兩種不同的運(yùn)動(dòng)按照合成規(guī)律（平行四邊形法）則組合起來(lái)，不難看出：前進(jìn)速度V和轉(zhuǎn)動(dòng)角速度越快，那么球體的運(yùn)行速度越快，且側(cè)旋弧線曲率也增大；反之，球的前進(jìn)速度V和轉(zhuǎn)動(dòng)角速度越慢，則足球運(yùn)行速度也越慢，弧線曲率也減小。

分析結(jié)論：踢球作用力F與法線所成角度α增大時(shí)（0

依據(jù)側(cè)弧線球形成的力學(xué)條件，即有一定的旋轉(zhuǎn)速度，又要有一定的位移，所以一般認(rèn)為在踢定位球時(shí)，α角在30度左右到60度之間將產(chǎn)生側(cè)旋弧線球。理想的弧線球多是借助于來(lái)球力量、重力和風(fēng)力等因素，運(yùn)用不同的腳法以及巧妙的技術(shù)動(dòng)作形成的。

第7篇：流體力學(xué)基本原理范文

關(guān)鍵詞 食品工程原理；教學(xué)質(zhì)量；提升途徑

中圖分類號(hào) G42 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2016）20-0289-02

食品工程原理是食品科學(xué)與工程專業(yè)的基礎(chǔ)課程，主要任務(wù)是研究單元操作的基本原理、典型設(shè)備的構(gòu)造及工藝尺寸的計(jì)算（或選型），目的在于培養(yǎng)分析和解決有關(guān)單元操作各種實(shí)際問(wèn)題的能力[1-9]。本課程內(nèi)容涉及學(xué)科多，理論性強(qiáng)，與工程結(jié)合緊密，課程難度大，在食品類專業(yè)人才培養(yǎng)中具有重要的地位和作用，如何提高課程教學(xué)質(zhì)量就成為授課教師探索的重要目標(biāo)。筆者從事食品工程原理課程教學(xué)多年，結(jié)合長(zhǎng)期積累的經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)舉例法對(duì)如何提高本課程教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行了有益探索，以期為承擔(dān)本課程教學(xué)任務(wù)的教學(xué)工作者提供有益參考和借鑒。

1 形成宏觀意識(shí)，樹立工程觀念

食品工程原理是一門實(shí)踐性、工程性很強(qiáng)的應(yīng)用基礎(chǔ)課程，教學(xué)過(guò)程中應(yīng)注重建立學(xué)生的宏觀意識(shí)，樹立工程觀念，培養(yǎng)學(xué)生的工程思維，提高分析與解決工程問(wèn)題的能力。例如，流體力學(xué)中把大量流體分子構(gòu)成的集團(tuán)稱為流體微團(tuán)或流體質(zhì)點(diǎn)，流體就是由無(wú)數(shù)個(gè)微團(tuán)或質(zhì)點(diǎn)組成的連續(xù)工質(zhì)。流體力學(xué)就是研究流體流動(dòng)宏觀規(guī)律的一門學(xué)科，涉及的流體不僅有牛頓流體，也有非牛頓流體。有了流體微團(tuán)或流體質(zhì)點(diǎn)的概念，研究流體運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)就不必考慮復(fù)雜的分子運(yùn)動(dòng)而從宏觀上來(lái)研究流體流動(dòng)所遵循的規(guī)律，這在工程上是許可的。

2 更新教學(xué)大綱，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

教學(xué)大綱是教師進(jìn)行教學(xué)的主要依據(jù)，包括教學(xué)目的、教學(xué)要求、教學(xué)內(nèi)容和學(xué)時(shí)分配等，也是檢查和評(píng)定學(xué)生學(xué)業(yè)成績(jī)和衡量教師教學(xué)質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)[2，8-9]。現(xiàn)代食品工業(yè)科技發(fā)展迅速，技術(shù)更新快，已成為我國(guó)工業(yè)快速發(fā)展的推動(dòng)力量。食品工程原理涉及章節(jié)多、難度大，而學(xué)時(shí)有限。因此，教師應(yīng)該根據(jù)專業(yè)或?qū)W科特色進(jìn)行合理取舍，不斷更新教學(xué)大綱，及時(shí)優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，只有這樣才能及時(shí)跟上時(shí)代的步伐。例如，畜產(chǎn)品加工與貯藏方向應(yīng)側(cè)重流體力學(xué)、傳熱、冷凍、膜分離、蒸發(fā)和干燥等單元操作，農(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏方向應(yīng)側(cè)重于粉碎、篩分、攪拌、吸收、蒸餾和吸附等單元操作。

3 轉(zhuǎn)變教學(xué)方式，改進(jìn)教學(xué)方法

教學(xué)方式是教師在要求學(xué)生獲取知識(shí)，提高能力，獲取學(xué)習(xí)方法的過(guò)程中所采用的方式，包括談話式、討論式、歸納式、講授式、互動(dòng)式、總結(jié)式和實(shí)踐活動(dòng)式等。教學(xué)方法是教師為了實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)和完成教學(xué)任務(wù)，在教學(xué)過(guò)程中運(yùn)用的方式與手段的總稱[4，9]。食品工程原理涉及各個(gè)單元操作的基本原理、典型設(shè)備構(gòu)造、物料衡算和能量衡算等，若按傳統(tǒng)的教學(xué)方式和手段進(jìn)行組織教學(xué)，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高，學(xué)習(xí)興趣不強(qiáng)，重難點(diǎn)不易掌握和理解，學(xué)習(xí)效果較差。因此，在食品工程原理教學(xué)過(guò)程中，教師需不斷轉(zhuǎn)變教學(xué)方式，改進(jìn)教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量和水平。例如，傳熱這一單元操作，教師可從古人利用冰窖貯藏食物、世界能源短缺、全球氣候變暖、能量傳遞和利用、傳熱學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史和熱力學(xué)三大定律入手，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，使學(xué)生主動(dòng)求知和自主學(xué)習(xí)，加強(qiáng)師生相互交流，這樣就可提高教師教學(xué)質(zhì)量和增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)效果。

4 加強(qiáng)師資建設(shè)，提升教師素質(zhì)

教育大計(jì)，教師為本。教師是教育事業(yè)發(fā)展的第一資源，教師在教學(xué)過(guò)程中起引導(dǎo)和主導(dǎo)作用，教師素質(zhì)與教學(xué)質(zhì)量密切相關(guān)。加強(qiáng)教師隊(duì)伍建設(shè)是食品工程原理課程教學(xué)改革和發(fā)展規(guī)劃中一個(gè)十分重要的方面。加強(qiáng)教師隊(duì)伍建設(shè)包括以下方面：一是建設(shè)高素質(zhì)教師隊(duì)伍，采取引進(jìn)高層次人才和自己培養(yǎng)相結(jié)合的方式，不斷提高教師隊(duì)伍水平；二是加強(qiáng)師德師風(fēng)建設(shè)，使一切教育工作者具備相應(yīng)的道德觀念、情操和品質(zhì)，在言傳身教過(guò)程中起著十分重要的示范作用；三是提高教師業(yè)務(wù)能力和水平，采取主講教師定期與不定期培訓(xùn)學(xué)習(xí)的方式，校內(nèi)與校外鍛煉的方式，以此來(lái)提高教師的業(yè)務(wù)能力和水平，提升教學(xué)質(zhì)量；四是加強(qiáng)教師獎(jiǎng)懲制度建設(shè)，對(duì)長(zhǎng)期從事本課程教育教學(xué)、科學(xué)研究和管理、服務(wù)工作并取得顯著成績(jī)的教師和教育工作者，可授予相應(yīng)榮譽(yù)稱號(hào)，頒發(fā)相應(yīng)的獎(jiǎng)?wù)潞妥C書，給予一定的物質(zhì)獎(jiǎng)勵(lì)，以此來(lái)激勵(lì)教師努力工作、勇于奉獻(xiàn)。

5 強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)

當(dāng)前高等學(xué)校面臨的一項(xiàng)重要任務(wù)是轉(zhuǎn)變教育思想，更新教育觀念，實(shí)施創(chuàng)新教育，培養(yǎng)具有較強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的新時(shí)代大學(xué)生。培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，著力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。教育部曾提出：“要大力加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，切實(shí)提高大學(xué)生的實(shí)踐能力?！奔訌?qiáng)高校實(shí)踐教學(xué)有助于提高高校教育質(zhì)量、培養(yǎng)高素質(zhì)人才，適應(yīng)我國(guó)社會(huì)的發(fā)展。實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容包含課程實(shí)驗(yàn)、課程實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和畢業(yè)論文等，是理論教學(xué)的延續(xù)、補(bǔ)充、拓展和深化，有助于培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的實(shí)踐能力、增強(qiáng)動(dòng)手能力、提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力、培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神等[6-9]。食品工程原理是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的應(yīng)用性課程，應(yīng)該以改革創(chuàng)新為動(dòng)力，以強(qiáng)化學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力為目標(biāo)，堅(jiān)持教學(xué)與科研結(jié)合、課內(nèi)與課外結(jié)合、校內(nèi)與校外結(jié)合，優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)體系，建設(shè)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，提升實(shí)踐教學(xué)隊(duì)伍水平，完善實(shí)踐教學(xué)管理，創(chuàng)新實(shí)踐育人模式，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，為服務(wù)食品工業(yè)輸送大批勤奮踏實(shí)、基礎(chǔ)扎實(shí)、知識(shí)面寬、實(shí)踐創(chuàng)新能力強(qiáng)的創(chuàng)新型和應(yīng)用型人才[10]。

6 激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣

教學(xué)過(guò)程是由教師的教和學(xué)生的學(xué)2個(gè)方面構(gòu)成的統(tǒng)一活動(dòng)過(guò)程。教學(xué)質(zhì)量不僅與教師的教學(xué)態(tài)度、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)效果等有關(guān)，還與學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)效果有關(guān)。學(xué)習(xí)效果的好壞與學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和興趣密切相關(guān)。因此，教師在教學(xué)過(guò)程中要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，以達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目的，提高教學(xué)質(zhì)量。例如，流體力學(xué)基礎(chǔ)這一章，可從大禹治水、都江堰水利工程入手，提出應(yīng)用了哪些流體力學(xué)的原理，以此引起學(xué)生的注意，激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣。

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第8篇：流體力學(xué)基本原理范文

作為一門研究生專業(yè)基礎(chǔ)課，計(jì)算流體力學(xué)（CFD）涉及到離散數(shù)學(xué)、數(shù)值分析與算法、非線性偏微分方程等方面的知識(shí)，具有較強(qiáng)的理論深度及抽象性[1-3]。如何采用合理的教學(xué)手段，取得良好的教學(xué)效果，使研究生理解掌握CFD的基本原理及方法，是從事該課程教學(xué)的老師需要面對(duì)的一個(gè)重要課題。不同層次的研究生，其認(rèn)知特點(diǎn)存在差異，因此教學(xué)手段和方法上也應(yīng)該有所區(qū)別。筆者總結(jié)自己幾年來(lái)的教學(xué)實(shí)踐，對(duì)如何提高普通“211”高校的CFD教學(xué)效果，提出了自己的一些看法。

1 了解掌握授課對(duì)象的認(rèn)知特征

知名高校的研究生，由于本科大多來(lái)自知名高校，或者是普通高校里面拔尖的，其理論基礎(chǔ)相對(duì)比較扎實(shí)；而像南京師范大學(xué)能源學(xué)院這類層次的研究生培養(yǎng)單位，其研究生除少數(shù)來(lái)自本校外，其他基本來(lái)自普通二本或三本院校，其數(shù)學(xué)基礎(chǔ)及計(jì)算機(jī)編程等基本功普遍較差，對(duì)流體力學(xué)、傳熱學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的理解也不夠深刻。

這種認(rèn)知結(jié)構(gòu)的差異，要求授課教師針對(duì)性地采用相應(yīng)的教學(xué)手段與教學(xué)方法進(jìn)行該課程的教學(xué)。作者幾年的教學(xué)實(shí)踐表明，直接采用知名高校的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)素材及教學(xué)方法進(jìn)行本單位的CFD教學(xué)是不合適的，無(wú)法適應(yīng)本單位研究生的認(rèn)知水平和認(rèn)知能力，無(wú)法取得滿意的教學(xué)效果。應(yīng)根據(jù)本校研究生的認(rèn)知特點(diǎn)進(jìn)行CFD教學(xué)體系的建設(shè)。

2 合理設(shè)置課程教學(xué)方法

2.1 基于完整的理論體系開展教學(xué)

CFD是以計(jì)算機(jī)以依托，以編寫程序?yàn)榛A(chǔ)的一門學(xué)科，因此具備計(jì)算機(jī)編程能力是CFD特殊性的一部分。計(jì)算機(jī)程序只有在源代碼完整、規(guī)范、正確的情況下才能進(jìn)行正確的運(yùn)算。因此，無(wú)論針對(duì)什么層次的研究生，在進(jìn)行該課程教學(xué)時(shí)，都必須做到內(nèi)容周到、完整。

質(zhì)量守恒方程、動(dòng)量方程和能量守恒方程等三大守恒方程，以及模擬湍流流動(dòng)的時(shí)均N-S方程及其封閉模型，是CFD的理論基礎(chǔ)，研究生必須理解掌握[4]。CFD采用的離散方法主要有有限差分法和有限容積法，目前主流的商業(yè)軟件都采用有限容積法，而有限容積法是在有限差分法基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，因此需要深入地講解有限差分法和有限容積的基本離散原理。必須讓學(xué)生掌握擴(kuò)散和擴(kuò)散―對(duì)流兩種條件下的離散格式，掌握各種條件下控制容積節(jié)點(diǎn)系數(shù)和邊界系數(shù)的求解模型極其物理意義。三對(duì)角陣算法（TDMA）、交替方向隱式方法（ADI）等是CFD的重要內(nèi)容，因?yàn)樵趦?nèi)迭代層次上，需要對(duì)離散的線性代數(shù)方程組進(jìn)行求解。對(duì)于對(duì)流―擴(kuò)散問(wèn)題，由于質(zhì)量守恒方程與N-S守恒方程之間是非線性的關(guān)系，因此需要學(xué)習(xí)掌握SIMPLE―經(jīng)典的分離式求解方法―的基本原理和方法。邊界條件的處理雖然相對(duì)比較簡(jiǎn)單，但若處理不當(dāng)，亦會(huì)導(dǎo)致程序無(wú)法運(yùn)行，計(jì)算結(jié)果不正確，因此這部分內(nèi)容也需重視。動(dòng)量方程、能量方程、湍動(dòng)能方程、湍流耗散率方程的邊界處理各有不同，其相應(yīng)的處理方法，都需要學(xué)生理解掌握。

2.2 突出教學(xué)重點(diǎn)

實(shí)踐表明，CFD的理論基礎(chǔ)，即質(zhì)量守恒方程、動(dòng)量方程和能量守恒方程等三大守恒方程，尤其是方程中非穩(wěn)態(tài)項(xiàng)、對(duì)流項(xiàng)、擴(kuò)散項(xiàng)和源項(xiàng)的物理意義，必須花費(fèi)大量時(shí)間進(jìn)行充分的講解。原因在于，這部分內(nèi)容物理概念抽象，涉及諸多非線性偏微分方程，難度較大，學(xué)生不易掌握，導(dǎo)致很多高校在本科教學(xué)中很少講或者不講這部分內(nèi)容；對(duì)于本單位的研究生，專業(yè)基本功稍差，因此在學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容時(shí)普遍感覺有難度，看不懂、聽不明白。但對(duì)研究生而言，尤其是將來(lái)可能從事數(shù)值研究的研究生而言，掌握這部分內(nèi)容是必須的，因?yàn)槿笫睾惴匠淌荂FD的理論基礎(chǔ)。并且，只有充分理解和掌握守恒方程中各項(xiàng)的物理意義，才能應(yīng)用有限容積法或有限差分法對(duì)偏微分方程進(jìn)行數(shù)值離散，才能在此基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)模擬湍流流動(dòng)的基于時(shí)均N-S方程的經(jīng)典模型。

有限差分法和有限體積法是CFD課程的核心內(nèi)容之一，它將無(wú)法求得解析解的非線性偏微分方程數(shù)值離散成線性代數(shù)問(wèn)題，從而獲得數(shù)值解。對(duì)本校層次的研究生而言，在理解和掌握有限差分法中以差分代替微分、差商代替微商的思想和有限體積法中的控制體積分的思想方面，存在一些困難。非線性偏微分方程及其定解條件的離散方程的相容性證明，數(shù)值解的收斂性及穩(wěn)定性證明，對(duì)研究生而言，也存在理解上的困難。

以上兩部分內(nèi)容是CFD的重中之重，對(duì)于本校層次的研究生而言，需要重復(fù)講解，一遍講解之后，了解研究生理解上的盲點(diǎn)，再針對(duì)盲點(diǎn)，有的放矢地進(jìn)行第二遍講解，力求達(dá)到教學(xué)目的。對(duì)于這部分內(nèi)容，務(wù)必從數(shù)學(xué)層面上、物理意義上，對(duì)其來(lái)龍去脈，進(jìn)行深入講解，不能怕麻煩。

2.3 培養(yǎng)學(xué)生編程能力

對(duì)于知名高校的研究生而言，由于其編程基本功相對(duì)較好，在本科階段也學(xué)過(guò)數(shù)值分析與算法等課程，因此，在進(jìn)行教學(xué)時(shí)，可以將重點(diǎn)放在基本原理的講解上，編寫CFD計(jì)算機(jī)程序可以由他們自己去完成。但對(duì)于本校層次的研究生而言，普遍存在由于編程基本功較差，無(wú)法應(yīng)用所學(xué)CFD理論知識(shí)編寫程序，哪怕是最簡(jiǎn)單的計(jì)算擴(kuò)散問(wèn)題的程序；反過(guò)來(lái)這又影響他們對(duì)CFD理論知識(shí)的理解和掌握。CFD作為一門基于計(jì)算機(jī)的新型獨(dú)立學(xué)科，能夠應(yīng)用CFD理論進(jìn)行流場(chǎng)計(jì)算程序的開發(fā)是基本能力與素質(zhì)。并且，在科研及工程實(shí)踐中，很多時(shí)候需要對(duì)商業(yè)軟件進(jìn)行二次開發(fā)（udf）[5-6]，以滿足特定的模擬需求。因此，培養(yǎng)研究生的編程能力，是該課程教學(xué)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。作者在教學(xué)過(guò)程中，強(qiáng)制要求研究生必須自己動(dòng)手編寫程序，從最簡(jiǎn)單的擴(kuò)散問(wèn)題開始，先看別人編寫的程序，再在此基礎(chǔ)上自己學(xué)著寫，個(gè)人獨(dú)立完成。這作為他們課程考核的一部分。事實(shí)上，這樣做也確實(shí)取得了一些良好的效果。研究生在編寫程序的過(guò)程中，從無(wú)從下手到不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，在摸索中不斷增強(qiáng)其對(duì)CFD相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握，編程能力也大大提高。

2.4 結(jié)合FLUENT等CFD商業(yè)軟件

隨著FLUENT等CFD商業(yè)軟件的不斷發(fā)展，一些常見的、成熟的流體力學(xué)問(wèn)題的模擬都可以基于商業(yè)軟件完成。CFD商業(yè)軟件平臺(tái)的背后就是CFD理論，因此，結(jié)合FLUENT等CFD商業(yè)軟件的具體使用，可以幫助研究生理解CFD的相關(guān)概念如SIMPLE算法、亞松弛因子、迭代、網(wǎng)格生成等。事實(shí)上，有些研究生在本科階段參加一些科研創(chuàng)新項(xiàng)目或畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)候也會(huì)一定程度上接觸到FLUENT等商業(yè)軟件，但他們僅會(huì)按圖索驥，卻不知其里。因此在課堂或課后安排研究生使用CFD商業(yè)軟件模擬具體的流體力學(xué)問(wèn)題，再結(jié)合CFD相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，解釋分析他們?cè)谑褂密浖杏龅降睦Щ蠡虿唤猓瑢⒛軌蚍浅Ｓ行У貛椭麄兝斫釩FD相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。與此同時(shí)，掌握了CFD理論知識(shí)，也能夠幫助他們更深入地了解商業(yè)軟件，從而更充分、高效地使用商業(yè)軟件，更好地拓展商業(yè)軟件的使用范圍。比方說(shuō)，掌握CFD相關(guān)理論原理及知識(shí)和足夠的語(yǔ)言開發(fā)能力，研究生能夠?qū)趗df對(duì)FLUENT商業(yè)軟件進(jìn)行程序的二次開發(fā)。

第9篇：流體力學(xué)基本原理范文

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新能力；TRIZ理論；教學(xué)環(huán)節(jié)

作者簡(jiǎn)介：曹賀（1978-），女，遼寧昌圖人，黑龍江科技學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院，副教授；劉訓(xùn)濤（1975-），男，黑龍江雞西人，黑龍江科技學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院，副教授。（黑龍江　哈爾濱　150027）

基金項(xiàng)目：本文系黑龍江省高教學(xué)會(huì)“十二五”規(guī)劃課題“TRIZ理論在本科教學(xué)中的應(yīng)用與大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的研究”（項(xiàng)目編號(hào)：HGJXHC110906）、黑龍江省教育科學(xué)規(guī)劃課題“基于卓越工程師培養(yǎng)的本科畢業(yè)設(shè)計(jì)改革的研究與實(shí)踐”（項(xiàng)目編號(hào)：GBC1211109）的研究成果。

中圖分類號(hào)：G642?????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?????文章編號(hào)：1007-0079（2012）31-0027-02

高校推行教學(xué)改革進(jìn)行素質(zhì)教育，構(gòu)建新型人才培養(yǎng)模式，必須重點(diǎn)突出創(chuàng)新，必須堅(jiān)持知識(shí)、能力和素質(zhì)的辯證統(tǒng)一。專業(yè)知識(shí)的傳授是教育的主要內(nèi)容之一，但知識(shí)不等于能力，更不等于綜合素質(zhì)。理論教學(xué)包括基礎(chǔ)課和技術(shù)基礎(chǔ)課等一系列課程，實(shí)踐教學(xué)包括各類實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等。[1]為適應(yīng)新時(shí)期應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求，必須要使創(chuàng)新能力培養(yǎng)貫穿于教學(xué)的每個(gè)環(huán)節(jié)。即將理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)很好地融合，將創(chuàng)新能力培養(yǎng)貫穿其中。

一、大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)有規(guī)可循

聯(lián)合國(guó)教科文組織叢書《教育——財(cái)富蘊(yùn)藏其中》指出：“在社會(huì)和經(jīng)濟(jì)迅速變革的世界里，可能更重視想象力和創(chuàng)造性。”大學(xué)生是創(chuàng)新人才的主力軍，蘊(yùn)藏著強(qiáng)烈的創(chuàng)新潛能，需要去培養(yǎng)開發(fā)。大學(xué)生精力旺盛，朝氣蓬勃，樂于接受新事物，不愿意固守陳規(guī)，他們思想活躍，精力充沛，善于學(xué)習(xí)，創(chuàng)新欲望強(qiáng)。大學(xué)生這些積極的特點(diǎn)需要愛護(hù)并正確引導(dǎo)，培養(yǎng)、開發(fā)和挖掘大學(xué)生的創(chuàng)新潛能。

人的創(chuàng)造性是隨著人的大腦進(jìn)化而進(jìn)化的，其存在的形式表現(xiàn)為創(chuàng)新潛能，將創(chuàng)新潛能轉(zhuǎn)化為顯能，也就是創(chuàng)新能力，這就是創(chuàng)新的可開發(fā)性，即創(chuàng)新能力是可以激發(fā)和提升的，創(chuàng)新思維是可以通過(guò)訓(xùn)練培養(yǎng)的。

TRIZ是解決發(fā)明問(wèn)題的理論。TRIZ理論是前蘇聯(lián)阿奇舒勒等研究人員在分析研究了全世界250萬(wàn)件專利的基礎(chǔ)上所提出的發(fā)明問(wèn)題解決理論。TRIZ理論認(rèn)為發(fā)明問(wèn)題的基本原理是客觀存在的，發(fā)明問(wèn)題具有可預(yù)見性。TRIZ研究人員發(fā)現(xiàn)，在一個(gè)工程領(lǐng)域中總結(jié)出的技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則、發(fā)明原理及解決方案可在另一工程領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)。[2]正是在進(jìn)行這些研究的基礎(chǔ)上，形成了解決發(fā)明問(wèn)題的系統(tǒng)化方法——TRIZ理論。其中的進(jìn)化法則、40個(gè)發(fā)明原理、矛盾矩陣、物-場(chǎng)模型分析、76個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解法、ARIZ等發(fā)明創(chuàng)造模型成為了開啟創(chuàng)新之門的“金鑰匙”。應(yīng)用TRIZ理論時(shí)，首先要將待解決的問(wèn)題抽象轉(zhuǎn)化為TRIZ問(wèn)題，然后利用TRIZ的發(fā)明原理、標(biāo)準(zhǔn)解等工具，得出該TRIZ問(wèn)題的解決方案模型，最后再通過(guò)類比應(yīng)用轉(zhuǎn)化為該問(wèn)題的最終解決方案。[3]

大學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和開發(fā)可以借助TRIZ理論這個(gè)系統(tǒng)化的創(chuàng)新工具，將TRIZ理論融入到教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)當(dāng)中，形成基于TRIZ理論的創(chuàng)新訓(xùn)練框架。如圖1所示。

二、理論教學(xué)中結(jié)合TRIZ理論

創(chuàng)新能力是靠教育、培養(yǎng)和訓(xùn)練激勵(lì)出來(lái)的。在課程教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自我訓(xùn)練，有意識(shí)地觀察和思考一些問(wèn)題，如“為什么”、“做什么”、“應(yīng)該怎樣做”、“是不是只能這樣”、“有沒有更好的方法”等。依托與日常生活及各行業(yè)聯(lián)系緊密“工程流體力學(xué)”和“液壓與氣壓傳動(dòng)”等專業(yè)基礎(chǔ)課，在教學(xué)過(guò)程中引導(dǎo)學(xué)生思考現(xiàn)實(shí)生活中的各種現(xiàn)象，啟發(fā)學(xué)生根據(jù)需要提出問(wèn)題，并采用發(fā)散性思維解決實(shí)際問(wèn)題。[1]讓學(xué)生在課堂中用TRIZ理論進(jìn)行思考、討論，拓展學(xué)生分析和解決問(wèn)題的思路，激發(fā)創(chuàng)新意識(shí)，進(jìn)行創(chuàng)新思維訓(xùn)練。比如，在“液壓與氣壓傳動(dòng)”課程中，適當(dāng)?shù)丶尤胗?xùn)練學(xué)生發(fā)散思維的環(huán)節(jié)，請(qǐng)學(xué)生運(yùn)用TRIZ中的發(fā)明原理及技術(shù)矛盾解決矩陣來(lái)設(shè)計(jì)某些液壓元件的改進(jìn)形式，或改變回路的布置方式來(lái)實(shí)現(xiàn)同樣的功能。從而使學(xué)生更加深入透徹地了解和掌握課程內(nèi)容。又如，在“工程流體力學(xué)”課程教學(xué)中，流體力學(xué)的現(xiàn)象很多，在講授流體力學(xué)現(xiàn)象的時(shí)候，不按常規(guī)的方式去解釋現(xiàn)象及其原理，而是采用科學(xué)發(fā)現(xiàn)的方式，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)或flas直觀展示流體現(xiàn)象的整個(gè)過(guò)程，引導(dǎo)學(xué)生觀察和思考，從而解釋現(xiàn)象，揭示其原理，這比灌輸式的教學(xué)方法更能使學(xué)生印象深刻，同時(shí)鍛煉了學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力。

三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入TRIZ理論

綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)主要是用來(lái)培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)理論分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。[4]這些實(shí)驗(yàn)不同于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，需要學(xué)生充分發(fā)揮創(chuàng)新思維能力對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)和分析。比如，在液壓傳動(dòng)綜合實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中，首先由學(xué)生自擬實(shí)驗(yàn)方案，選取實(shí)驗(yàn)元件，設(shè)計(jì)回路。其次在液壓系統(tǒng)仿真軟件Automation Studio下進(jìn)行系統(tǒng)模擬，該軟件具有對(duì)液壓系統(tǒng)虛擬設(shè)計(jì)、模擬、測(cè)試、分析等功能，通過(guò)模擬可以進(jìn)一步完善、修改液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及分析等工作。最后在我校力士樂液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)上安裝、調(diào)試系統(tǒng)，并進(jìn)行相關(guān)參數(shù)測(cè)試。在綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中引入TRIZ理論，啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維來(lái)完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。同時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生找出現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)方法的不足，怎樣利用這些不足？這樣可以幫助他們發(fā)現(xiàn)有價(jià)值的內(nèi)容，提出改進(jìn)的方向，增加系統(tǒng)的理想度，指導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用TRIZ理論中消除矛盾的規(guī)律找出可行性方案。

四、課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)中應(yīng)用TRIZ理論