關(guān)于《工程流體力學(xué)》課程的一些思考

【摘要】《工程流體力學(xué)》是航空航天、化工、流體力學(xué)等相關(guān)本科專(zhuān)業(yè)的重要核心課程，具有理論性強(qiáng)，應(yīng)用面廣等特點(diǎn)。本文主要基于個(gè)人一線的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，分析了《工程流體力學(xué)》課程的定位以及教學(xué)內(nèi)容的安排，旨在能夠讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中真正做到學(xué)有所得、學(xué)有所思。

【關(guān)鍵詞】工程流體力學(xué) 課程定位 教學(xué)內(nèi)容

【中圖分類(lèi)號(hào)】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2017）05-0255-02

流體力學(xué)是力學(xué)學(xué)科的一個(gè)重要分支，廣泛應(yīng)用于科學(xué)研究及生產(chǎn)生活等多個(gè)領(lǐng)域?！豆こ塘黧w力學(xué)》課程是航空航天、化工、流體力學(xué)等相關(guān)專(zhuān)業(yè)的重要核心課程，具有理論性強(qiáng)，應(yīng)用面廣等特點(diǎn)。同時(shí)《工程流體力學(xué)》課程的學(xué)習(xí)過(guò)程較為抽象，對(duì)理論知識(shí)儲(chǔ)備要求較高。如何讓學(xué)生能夠在學(xué)習(xí)中真正做到學(xué)有所得、學(xué)有所思，準(zhǔn)確的課程定位及合理的教學(xué)內(nèi)容是極為重要的。下面將主要基于個(gè)人一線的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，談?wù)剬?duì)這些問(wèn)題的一些思考。

一、關(guān)于《工程流體力學(xué)》課程定位的一些思考

《工程流體力學(xué)》課程，從字面來(lái)理解是流體力學(xué)學(xué)科在實(shí)際工程方面的具體實(shí)踐和應(yīng)用。因此工程流體力學(xué)課程具有工程應(yīng)用和基礎(chǔ)理論學(xué)科的雙重屬性?！豆こ塘黧w力學(xué)》課程的開(kāi)設(shè)對(duì)象主要為工科相關(guān)專(zhuān)業(yè)的本科學(xué)生。因此，工程流體力學(xué)課程的工程屬性是其極為重要的基本性質(zhì)。在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生對(duì)工程問(wèn)題的分析能力和實(shí)踐能力是極為重要的部分。另一方面，值得我們注意的是，良好的理論知識(shí)儲(chǔ)備是分析《工程流體力學(xué)》問(wèn)題的重要基礎(chǔ)。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)和解決更多時(shí)候都是基于對(duì)基本工作原理的認(rèn)識(shí)。工程流體力學(xué)應(yīng)用的發(fā)展和創(chuàng)新也對(duì)學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)儲(chǔ)備提出了較高的要求。綜合來(lái)看，工程流體力學(xué)課程是一門(mén)兼具理論和應(yīng)用的學(xué)科。在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)該注重理論教學(xué)和工程應(yīng)用能力的均衡培養(yǎng)。

二、關(guān)于流體力學(xué)課程內(nèi)容的一些思考

上文探討了關(guān)于《工程流體力學(xué)》課程定位的一些思考。課程內(nèi)容是基于課程定位的具體內(nèi)容安排，同時(shí)服務(wù)于教學(xué)目標(biāo)。下面將從三個(gè)方面談?wù)剬?duì)課程內(nèi)容安排的一些思考。

1.流體力學(xué)基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)

流體力學(xué)與固體力學(xué)有較大的區(qū)別，主要是因?yàn)樗鼪](méi)有固定的形態(tài)，給力學(xué)分析帶來(lái)了一定的困難和復(fù)雜性。特別是對(duì)于氣體的分析，不僅沒(méi)有固定形態(tài)，而且具有較強(qiáng)的可壓縮性。在涉及到粘性流體力學(xué)以及超音速流體力學(xué)等復(fù)雜的流體力學(xué)研究領(lǐng)域的時(shí)候，基礎(chǔ)理論知識(shí)變得更加重要。因此，在《工程流體力學(xué)》課程的教學(xué)過(guò)程中，流體力學(xué)基礎(chǔ)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)是極為重要的部分。這直接決定了學(xué)生對(duì)流動(dòng)現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)深度和分析能力的強(qiáng)弱。同時(shí)我們也要注意到，流體力學(xué)基礎(chǔ)的理論知識(shí)，具有很高的抽象性和復(fù)雜度，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中面臨較大的困難。為此，在課程安排中我們應(yīng)該注意這部分的課時(shí)應(yīng)盡量充分，并且在教學(xué)過(guò)程中盡可能將理論知識(shí)與實(shí)際流動(dòng)現(xiàn)象進(jìn)行結(jié)合，增加學(xué)生對(duì)知識(shí)的具象理解。總的來(lái)說(shuō)，流體力學(xué)基礎(chǔ)理論知識(shí)是開(kāi)展一切工程流體力學(xué)研究的基礎(chǔ)，應(yīng)該得到教師和學(xué)生的高度重視。

2.流體力學(xué)工程計(jì)算仿真

隨著流體力學(xué)基礎(chǔ)理論的發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的長(zhǎng)足進(jìn)步，近些年計(jì)算流體力學(xué)得到了較大的發(fā)展。計(jì)算流體力學(xué)主要分為流體計(jì)算算法研究和工程計(jì)算流體力學(xué)兩個(gè)方向。《工程流體力學(xué)》課程更多涉及工程計(jì)算仿真，主要依靠商用流體力學(xué)計(jì)算軟件對(duì)流體現(xiàn)象進(jìn)行仿真計(jì)算。

工程流體力學(xué)仿真可以有效的降低流體機(jī)械設(shè)計(jì)費(fèi)用及縮短設(shè)計(jì)周期。隨著仿真技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算仿真精度逐步提高，獲得了越來(lái)越多的認(rèn)可。目前大多的企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)均采用商用仿真軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，因此對(duì)于商用流動(dòng)仿真軟件的學(xué)習(xí)也變得越發(fā)重要。目前主流的商用流動(dòng)仿真軟件主要有ANSYS Fluent、CFX等，對(duì)于大多數(shù)的工程流體現(xiàn)象均能較好的模擬。在《工程流體力學(xué)》課程中，非常有必要讓學(xué)生對(duì)計(jì)算仿真的過(guò)程有初步的認(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí)。同時(shí)結(jié)合實(shí)例教學(xué)和課程設(shè)計(jì)，指導(dǎo)學(xué)生利用軟件解決簡(jiǎn)單的流體力學(xué)問(wèn)題，綜合提高學(xué)生的計(jì)算仿真能力。

3.流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)診斷方法學(xué)習(xí)

流體力學(xué)由于其復(fù)雜性和不確定性，目前階段仍然無(wú)法通過(guò)數(shù)學(xué)方法準(zhǔn)確的模擬。因此，在很長(zhǎng)的一段里時(shí)間里，實(shí)驗(yàn)方法仍然是解決流體力學(xué)問(wèn)題的重要手段。流體最主要的性質(zhì)有密度、壓力、溫度、速度等，實(shí)驗(yàn)手段通過(guò)對(duì)這些參數(shù)的測(cè)量，總體判斷流體機(jī)械的工作狀態(tài)及性能等?！豆こ塘黧w力學(xué)》課程在教學(xué)課程中應(yīng)該注重學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)壓力測(cè)量和速度測(cè)量方案的學(xué)習(xí)和掌握。同時(shí)，對(duì)于先進(jìn)的流體力學(xué)測(cè)試手段，也應(yīng)在課堂上予以介紹，使學(xué)生有大概的認(rèn)識(shí)。

三、總結(jié)

文章探討了對(duì)《工程流體力學(xué)》課程教學(xué)的幾點(diǎn)思考?？偟脕?lái)說(shuō)，我們應(yīng)該兼顧課程的理論和工程屬性，并緊跟流體力學(xué)學(xué)科的發(fā)展，及時(shí)調(diào)整課程內(nèi)容，切實(shí)提高學(xué)生分析解決流體問(wèn)題的能力，為后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

作者簡(jiǎn)介：

張悅（1986.10-），男，北京人，研究方向：內(nèi)流空氣動(dòng)力學(xué)，學(xué)歷：博士研究生，職稱(chēng)：講師。