计算流体力学在工程流体力学课程中的应用与实践

随着时代发展,适应大学生特点的教学改革在不断进行,要求教师培养学生的学习能力而不是单纯的传授知识.针对本科生工程流体力学课程的教学模式进行改革,将计算流体力学引入到工程流体力学课堂.5年的教学实践,证明其对学生们的工程流体力学课程和后续专业课的学习有很大帮助.文中以实例的形式介绍了将计算流体力学与本科生流体力学课程结合的方法与实践,深入探讨了教学改革.该实践是提高教学质量的有价值的尝试.     

Application of CFD in engineering fluid mechanics class and practice

随着时代发展,适应大学生特点的教学改革在不断进行,要求教师培养学生的学习能力而不是单纯的传授知识.针对本科生工程流体力学课程的教学模式进行改革,将计算流体力学引入到工程流体力学课堂.5年的教学实践,证明其对学生们的工程流体力学课程和后续专业课的学习有很大帮助.文中以实例的形式介绍了将计算流体力学与本科生流体力学课程结合的方法与实践,深入探讨了教学改革.该实践是提高教学质量的有价值的尝试.     

以学生为中心的工程流体力学课程体系改革和构建

本文介绍了新工科背景下东北大学能源与动力工程专业工程流体力学课程体系改革的探索。结合笔者多年教学经验，从教学模式、教学内容、教学手段和教学环节等多方面，提出了以学生为中心、以问题为导向的工程流体力学课程体系改革方案及构件要素。     

《工程流体力学》本科课程引入CFD教学的探讨

 工程流体力学作为一门本科专业基础课程,它基础性强,应用性很广,概念多且抽象不易理解,偏微分方程多,要使学生能够很好理解、掌握其中的知识对教学手段有较高的要求. 随着数学的发展,计算机的不断进步,目前各种商业CFD (computational fluid dynamics)通用性软件包性能日趋完善,应用范围不断扩大,已为工业界广泛接受和应用. 针对本科《工程流体力学》课程缺少计算流体力学(CFD)数值模拟部分的内容,本文提出了将CFD 理念引入本科工程流体力学课堂的意义、目的和实施方法,以便能促进学生对《工程流体力学》课程内容的理解掌握和应用能力的加强,培养学生对现代工业的设计和研究工作的适应力和创造力.     

《工程流体力学》考试、考察方式的改革

课程教学的考试、考察是高校教学工作的重要环节,是了解教学质量整体水平的有效途径与手段.论文概述了目前课程考试中存在的负面问题;结合《工程流体力学》课程特点提出了体现考核学生能力为中心、以学生发展为根本的多元化、过程性考试、考察方式改革详细内容,并介绍与之配套教材、教学方法同步改革思路,营造科学、可行的教学考试、考察机制,提高工程流体力学课程教学质量,培养全面发展的合格大学生具有至关重要的意义.     

流体力学研究性教学实践:以创新性实验为例

研究性教学强调培养学生的学习兴趣和创新能力.以一个研究小组开展的创新创业训练为例来阐述流体力学研究性实验.围绕水下溢油模型实验,该小组从申请入手,然后设计实验模型和观测实验,接着搭建虚拟实验平台,最终圆满完成了训练.并将研究性实验延伸至流体力学教学中,有效促进了学生对基础知识的主动探索与其工程应用价值的思考.     

在工程流体力学教学中引入CFD工程案例的探讨

在长期的工程流体力学教学过程中,发现学生对这门课普遍存在畏难情绪,对复杂的理论知识掌握困难.考虑到工程流体力学的研究方法分为理论分析方法,实验方法和数值方法,而其中数值方法在传统教学中应用的较少,所以试图通过适当增加数值方法的应用来改善教学效果.随着本科生对计算机应用能力的增强以及知识面的逐渐扩展,本文提出增加结合专业背景,理论知识及软件应用的综合案例以满足当前课程及学生发展的需求.     

问题链教学模式在流体力学教学中的应用

简要介绍了问题链教学模式,分析了该教学模式的内涵和关键要素,以流体力学课程中教学实例说明问题链教学模式的应用方法.培养了学生问题意识,提高了学生独立思考和创新能力.     

融入创新性试验的流体力学研究性课程

本科生的创新人才培养模式既应注重专业基础理论的学习,也要重视对学生创造性思维和实践能力的培养.结合工科类专业的"流体力学"课程教学,将由大学生创新创业项目、实验室的开放试验以及教师科研项目组成的创新性试验模块融入其中,进行了研究性课程的探索和实践.通过精心设计的开放性问题将基本流体力学理论引入到创新性试验中.在加强传授基础理论的同时,也注重培养学生的创造性思维和探索精神.     

基于"兴趣-科研-探索"的船舶与海洋工程流体力学启发式教学模式初探

针对船舶与海洋工程流体力学课程的教学特点,提出一种"兴趣–科研–探索"的启发式教学模式。该教学模式以"兴趣驱动"为牵引,以"科研应用"为抓手,以"探索未知"为导向,最大限度地调动学生的主动学习能力和发散思维潜力。以空泡现象为例,将该模式与船舶与海洋工程流体力学知识点相结合,激发学生对于知识点的好奇和兴趣,加深学生对于知识点的掌握和应用,启发学生对于知识点的理解和想象,旨在为该课程教学探索一种新模式。     

国外振动新教材的内容和特点

 简要评介国外1995-2006年间出版的英语教材17种,以及习题指 导书3种. 简述这些教材的内容,分析这些教材在取材和处理方面的特点,对这些教材的分 析表明,振动课程的核心内容是确定性线性离散系统和一维连续系统的自由和受迫振动,所 采用的方法以解析为主,数值和实验为辅. 不同教材对于扩展性内容有各自的选择,包括随 机振动、非线性振动、振动控制、信号处理、实验模态分析、转子动力学等.     

Numerical simulation on micromixer based on synthetic jet

This paper studied a concept of micromixer with a synthetic jet placed at the bottom of a rectangular channel. Due to periodic ejections from and suctions into the channel, the fluids are mixed effectively. To study the effects of the inlet velocity, the jet intensity and frequency, and the jet location on the mixing efficiency, 3-D numerical simulations of the micromixer have been carried out. It has been found that when the jet intensity and the frequency are fixed, the mixing efficiency increases when Re 〈 50, and decreases when Re 〉 50 with the best mixing efficiency achieved at Re = 50. When the ratio of the jet velocity magnitude to the inlet velocity is taken as 10 and the jet frequency is 100 Hz, the mixing index reaches the highest value. It has also been found that to get better mixing efficiency, the orifice of the synthetic jet should be asymmetrically located away from the channel＇s centerline.     

实现动基座上动调陀螺仪启停锁定

本文在对动基座上ＤＴＧ启停运动进行分析的基础上，介绍了实现动基座锁定的思想与方法，并具体实现了由单片机完成的动基座上动调陀螺仪的启停锁定。     

喷管结构形式对爆震发动机性能影响分析

为了研究喷管结构形式对爆震发动机性能的影响,本文以氢气和氧气混合物为例,对不同喷管结构形式的爆震发动机工作过程进行了数值模拟。模拟结果表明:采用收敛型喷管可以增加爆震管内压力,但会造成喷管内的负推力;采用扩张型喷管会使得喷管内的压力迅速下降,但可以提供正推力;采用收扩型喷管时喷管的冲量一般较低,但爆震管的冲量会有提升,可以显著提高爆震发动机性能。     

关于“非线性Duffing方程的高精度近代解”一文的商榷

本认为「１」中的参数迭代法实际上就是一种加权殖量法,而不是一种新的方法,通过选取不同的配置点,可得到精度更高的近似解。     

积分背景网格对自适应EFG法拓扑优化的影响研究

采用应力能量范数作为误差指标,探讨了EFG法中积分背景网格对计算精度的影响,得到了合理划分背景网格的建议;建立了以节点密度为设计变量、以最小化柔度为优化日标的拓扑优化模型。采用以节点密度值为加点判据的自适应规则加点方案,开展了连续体结构的拓扑优化研究,该加点方案能有效地减少设计变量的个数,探讨了背景网格对拓扑优化结果的影响。算例结果表明,采用合适的背景网格不仅能进一步减少设计变量的个数,而且能够改善拓扑优化结果的光滑性,使计算效率和精度得到提高。     

基于双光纤光栅的冰压力传感器研究

冰压力是高纬度地区结构的重要荷载,然而传统的基于电阻应变计开发的冰压力传感装置在稳定性与耐久性上遇到难以跨越的难题。光纤光栅是目前在智能材料系统与结构健康监测研究与应用最为广泛的敏感材料之一,具有分布式绝对测量、抗腐蚀能力强等优点。本文基于双光纤光栅应变测量原理,考虑冰压力测试装置的环境条件,设计开发出冰压力传感装置,详细推导和试验验证了该装置的传感特性,并将试验与理论结果进行了对比。研究结果表明该装置具有温度自补偿、测量值与荷载作用点无关、线性度和重复性好、精度较高等优点,具有良好的应用前景。     

Insights on vortex-induced,traveling waves on long risers

This paper is based on portions of a keynote presentation, which explored the boundaries of what is understood about the vibration behavior of long cylinders excited by vortex shedding. The source of data is a recent field experiment on a long flexible cylinder, densely instrumented with fiber optic strain gauges. The paper emphasis is on previously unknown or unexplained phenomena and in some cases offers provocative insights as opposed to conclusive proofs. Three particular topics are covered: (i) the occurrence of peak strain and fatigue damage rates at unexpected locations, (ii) the dominance of traveling wave rather than standing wave response, and (iii) the appearance of stable cylinder trajectories, such as figure eights and crescents in pure traveling wave regions. Potential explanations are offered and areas for promising additional research are proposed.     

Experimental study on wind loading on a complicated group-tower

This paper studied how wind pressures and forces affect rigid sectional models of a complicated group-tower using experimental wind tunnel tests. The group-tower was composed of five separate sub-towers with different diameters and heights. The basic characteristics of the mean and fluctuating wind pressure distributions on typical parts of the sub-towers were analyzed along the heights of each sub-tower, and their distribution trends are discussed. Also, the mean base shear and moment coefficients and their characteristics are presented. The wind pressure and wind force results showed that because the group-tower structure consisted of five separate lofty towers, the mutual aerodynamic interferences were serious; thus, the mean and fluctuating wind pressure, wind force distributions and the mean base shear and moment coefficients were quite complicated.