THE TEACHING OF FLUID MECHANICS WITH REPRESENTATION OF FLUID FLOW

为了在课堂教学中清晰阐述流体的运动,在作者多年的流体力学课程教学经验和体会的基础上,应用连续介质假设,对流体力学课程中关于流体运动描述的Lagrange 方法和Euler 方法及其相互转换的教学方法进行了探讨。将抽象的概念,形象地从时空角度,讲述流体作为连续介质的运动规律。分析结果能够对学生学习这些内容提供帮助,同时为其他教师对流体力学课程的讲授提供参考。     

Teaching method of some basic concepts in fluid mechanics

基于作者多年来在流体力学课程教学中的经验和体会,结合授课班级学生反馈回来的信息,对流体力学课程中关于流体质点与流体微团、连续介质假设、牛顿内摩擦定律、不可压缩流体等几个学生普遍反映抽象难懂的基本概念的教学方法进行了总结,希望对学生在学习这些内容时能够有所帮助,同时为其他教师在讲授流体力学课程时提供参考.     

研制和利用CAI软件提高工程流体力学的教学质量

研制和利用ＣＡＩ软件提高工程流体力学的教学质量孙文策周美解茂昭（大连理工大学，大连１１６０２４）工程流体力学是一门繁难的课程，因为这门课讨论的对象——流体被看作为连续介质，流场中所有流体微团又发生变形和运动．计算机的使用促进了这门学科的高速发展，也为...     

关于流体力学中的几个基本概念的再解读

对流体力学课程中的几个基本概念,如:变形、连续介质假设、流体微团、欧拉描述等,进行了深入解读,探讨了这些概念所代表的本来含义以及所可能产生的疑惑与误区.通过解读分析,能够澄清学生的一些模糊认识,帮助学生从正反两方面理解这些概念,建立起对流体力学的基本的正确的认知.     

试论静力学在流体力学课程中的地位

从材料的本构方程和基本运动方程出发, 比较了静力学在弹性力学和流体力学中的 地位. 与弹性静力学在弹性力学中占有重要地位不同, 流体静力学在流体力学中仅处 于次要地位, 它不是流体动力学的基础, 而只是一个特例. 确立这种观点有助于提高对流体 力学学科特点的认识, 提高流体力学教学质量.     

研究多相介质运动的意义、内容和方法

本文从连续介质假设、守恒方程、本构关系和固壁上的边界条件等方面的分析出发，指出二相流体动力学虽是流体力学的一个分支，但在研究内容上与流体力学有较大差异，从分析二相流特点与稀薄气体、稠密气体、非平衡流动和可压缩流动特点之间的相似性出发，指出二相流研究可借鉴相关学科的研究成果和研究方法。本文用弛豫时间概念解释了二相混合物与均相混合物在运动特征上的差异，以及在描写运动的方法上（双流体模型和单流体模型等）的相应差异。最后以风沙运动、泥沙运动和泥石流运动为例，说明在二相流研究中突出主要因素进行合理简化的重要性，并指出：对于不同类型的二相流、对于具有不同流动参数的同类二相流、对于同一二相流的不同区域或不同的研究目的，简化的方法都会有所不同。     

关于稀薄气体动力学的发展方向

一般的流体力学、空气动力学、弹性力学等都是建立在连续介质概念的基础上,不研究构成连续介质的微观粒子的运动状态。随着高空高速飞行、宇航事业的发展,对空间科学的研究以及真空技术的发展,稀薄气体动力学得到了迅速发展。在数百公里以上的高层大气中,气体分子的平均自由程比飞行器的尺寸大得多。在广阔的日地空间里,在无限的宇宙空间中,大多数物质呈稀薄等离子体状态。有时,在一立方公里的空间内只有几十个分子在运动。用一般连续介质概念已不能描述这种运动状态,而必须从微观分析出发,也就是说,要用分子运动论的的方法研究气体的运动状态。      

计算流体选讲(一)

计算流体是对描述流体运动的偏微分方程(或方程组)给出数值解的一门科学.目的在于进一步理解物理现象从而改进工程设计,实用性十分明确.计算流体的内容十分丰富并涉及多种学科:流体力学,偏微分方程,数值分析,计算几何,计算机科学等等.它需要书本文献中的理论和技巧,也需要实际工作中的经验和见解.在多年工作中我们深刻体会到从一般偏微分方程数值解的基本课程到从事计算流体的研究工作还有相     

流体力学在选矿中的应用

 分析了一些典型的选矿设备中流体的运动，阐述了流体力学对选矿发展的重要性，说 明了选矿中流体力学的特点及选矿中面临的流体力学问题.     

计算流体选讲(一)

<正> 计算流体是对描述流体运动的偏微分方程(或方程组)给出数值解的一门科学.目的在于进一步理解物理现象从而改进工程设计,实用性十分明确.计算流体的内容十分丰富并涉及多种学科:流体力学,偏微分方程,数值分析,计算几何,计算机科学等等.它需要书本文献中的理论和技巧,也需要实际工作中的经验和见解.在多年工作中我们深刻体会到从一般偏微分方程数值解的基本课程到从事计算流体的研究工作还有相     

弹性力学与流体力学基本方程的统一性

本文将流体微元看成固体微元的特殊情况,并结合流体静止时无切应力的性质,首先利用弹性力学的柯西公式得到流体静压强的概念,其次利用弹性力学的平衡微分方程得到流体静力学的欧拉方程。然后通过考虑弹性体与不可压缩流体的共性及差异,利用弹性体动力学的基本方程直接推导出流体动力学中不可压缩黏性流体的N–S方程。本文方法避开了流体力学基本方程的传统推导方法,证明了流体力学与弹性力学的基本方程具有高度的统一性。利用该研究结果可以进一步改善力学课程的教学内容,加深理解力学基本原理,有效提高力学课程教学水平。     

连铸结晶器卷渣过程的实验设计及数值模拟

连铸过程结晶器内卷渣过程是冶金流体力学课程教学中的重点和难点,在课堂讲授过程中学生难以掌握复杂的流体理论知识。结合四川省钒钛资源重点实验室现有的冶金过程结晶器模拟装置,通过在冶金流体力学课教学中引入结晶器内卷渣实验和数值模拟,让学生观察到结晶器内钢液流动,激发学生学习兴趣,改善教学效果。通过实验过程、理论知识及数值模拟分析,满足冶金流体力学课程的教学需求。     

连铸结晶器卷渣过程的实验设计及数值模拟

连铸过程结晶器内卷渣过程是冶金流体力学课程教学中的重点和难点,在课堂讲授过程中学生难以掌握复杂的流体理论知识。结合四川省钒钛资源重点实验室现有的冶金过程结晶器模拟装置,通过在冶金流体力学课教学中引入结晶器内卷渣实验和数值模拟,让学生观察到结晶器内钢液流动,激发学生学习兴趣,改善教学效果。通过实验过程、理论知识及数值模拟分析,满足冶金流体力学课程的教学需求。     

Ляпунов关于运动稳定性的某些定理在连续介质力学中的推广

本文对稳定性理论向连续介质力学的推广作了尝试.第一节结合不可压缩流体在两平行平面间的层流运动稳定性问题,给出了某些定理的推广.第二节利用所建议的方法,考虑了矩形平板的稳定性,以作为一个应用的例子.     

流体力学与其他力学课程交叉教学方法的探讨

流体力学是力学和机械等专业本科生的一门专业基础课。由于其涉及数学、物理的概念多、公式复杂、理论抽象而实际应用广,是公认的难教、难学的课程之一。笔者提出了将流体力学与理论力学、材料力学、电动力学等其他力学课程交叉教学的方法,充分利用各门力学课程知识间的联系,使得学生在学习流体力学的同时复习其他力学的知识,通过对比深化理解流体、固体、刚体和电磁场,最终获得对力学学科的整体视野,增强教学效果。     

ON AN INTERDISCIPLINARY TEACHING METHOD OF FLUID MECHANICS AND OTHER MECHANICS RELATED COURSES1)

流体力学是力学和机械等专业本科生的一门专业基础课。由于其涉及数学、物理的概念多、公式复杂、理论抽象而实际应用广,是公认的难教、难学的课程之一。笔者提出了将流体力学与理论力学、材料力学、电动力学等其他力学课程交叉教学的方法,充分利用各门力学课程知识间的联系,使得学生在学习流体力学的同时复习其他力学的知识,通过对比深化理解流体、固体、刚体和电磁场,最终获得对力学学科的整体视野,增强教学效果。     

漫谈化工中的流体力学问题

 阐述了化工中流动问题的5个特点, 简介了一些典型化工设备中 流体的运动, 借以揭示化工中流体力学问题的重要性和复杂性.     

二维拉氏辐射流体力学人为解构造方法

人为构造解方法是复杂多物理过程耦合程序正确性验证的重要方法之一，适用于二维拉氏大变形网格的流体、辐射耦合人为解模型较为少见。针对拉氏辐射流体力学程序正确性验证的需要，从二维拉氏辐射流体力学方程组出发，基于坐标变换技术，给出了拉氏空间到欧氏空间的物理变量导数关系式，开展了辐射流体耦合的人为解构造方法研究，构造了一类质量方程无源项的二维人为解模型，并应用于非结构拉氏程序LAD2D辐射流体力学计算的正确性考核，为流体运动网格上的辐射扩散计算提供了一种有效手段。数值结果显示观测到的数值模拟收敛阶与理论分析一致。     

耦合船体横摇的减摇水舱流体运动和减摇效果预测

减摇水舱用于减小船体的横摇运动。由于水舱内部结构复杂,导致流体晃荡呈非线性。为了降低预测水舱特性和减摇效果的难度,采用计算流体力学VOF模型来分析水舱中流体的晃荡,在时域内,运用数值方法完成船体非线性横摇运动的实时仿真,其中耦合了水舱中流体和船体的运动。船体随机横摇时,进行水舱流体流量和力矩的功率谱分析,得到减摇频率范围及减摇前后的效果。结果表明,在其减摇频率范围内,减摇水舱具有良好的减摇能力,验证了此方法的可行性。     

耦合船体横摇的减摇水舱流体运动和减摇效果预测Fluid motion and stabilization effect prediction of anti-rolling tank coupled ship rolling

减摇水舱用于减小船体的横摇运动。由于水舱内部结构复杂,导致流体晃荡呈非线性。为了降低预测水舱特性和减摇效果的难度,采用计算流体力学VOF模型来分析水舱中流体的晃荡,在时域内,运用数值方法完成船体非线性横摇运动的实时仿真,其中耦合了水舱中流体和船体的运动。船体随机横摇时,进行水舱流体流量和力矩的功率谱分析,得到减摇频率范围及减摇前后的效果。结果表明,在其减摇频率范围内,减摇水舱具有良好的减摇能力,验证了此方法的可行性。