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。     

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.     

水波泵研制的流体力学理论与设计计算

介绍了作者正在研制的水波泵目前所涉及到的流体力学理论。水波泵是一种巧妙地综合气波增压器和水锤泵功能的全新的水泵,它通过合理利用水波动力的特殊性质,将来流中的总体能量进行重新分配,使一部分来流水提高到所需的高压力,而其余部分水则降到较低的压力,即完成一个大多数能量向部分来流水转移的过程。该泵的研制对于充分开发和利用自然水力资源或工业与民用水循环系统的废弃能量,具有良好的经济价值及社会效益。文中在介绍水锤泵工作原理的基础上,分析了水击动力现象的产生和利用方法,再通过流体力学理论研究与计算,得出了水波泵一系列有用的设计参数,设计计算表明,水波泵的设计研究在流体动力学理论研究和运用具有突破性的意义,并达到预期的效果。     

现代流体力学发展的回顾与展望

回顾流体力学发展的历史。概述迄今在其各个分支领域中已取得的主要成就以及力学大师,中国老一辈科学家的重要贡献。分析不同时期的发展特点,尤其是近３０年来,由于计算流体力学日臻成熟,非线性力学取得重大进展,新兴学科分支不断涌现,形成了现代流体力学的发展阶段。展望在２１世纪,流体力学的基础研究和应用研究必将在经济建设和社会发展的各个方面发挥重要作用。      

环境与灾害中的流体力学问题

本文从流体力学角度简要介绍了洪水灾害、风灾、火灾、环境污染及环境生态方面的情况,叙述了减轻灾害的措施和效果,谈到了有关的研究课题.     

在流体力学教学中加强习题课与作业环节的体会

概述作在北大力学系本科生流体力学教学中加强习题课与指导作业环节的体会,最重的是精选题目,紧扣基本概念与基本方法,同时调动学生学习的主动性,引导他们抓住重点反复练习,着重培养学生从复杂的流体运动中突出主要矛盾、忽略次要矛盾、提炼力学模型的辩证唯物主义思维方法。     

达·芬奇与流体力学 1)

旷世全才列奥纳多·达·芬奇(Leonardo da Vinci),被世人誉为画家、雕刻家、天文学家、发明家、音乐家、数学家、解剖学家、生理学家、地质学家、植物学家、作家、军事、建筑工程和制图师,是意大利文艺复兴时期人文主义的代表人物。本文对其流体力学相关思想及湍流、飞行、波浪和风暴等几个方面的研究贡献进行梳理,认为他是流体力学科学研究的先驱和奠基人,也是一位“流体力学家”。     

伯努利方程对流体力学理论建立的历史贡献

著名的理想流体定常流动的能量方程即伯努利方程,自建立以来在流体力学领域中贡献卓著。本文依据伯努利方程的建立内涵,阐述了其在流体静力学、定常孔口出流、皮托管测速、文丘里管流量和翼型绕流等具体流动中的成功应用。同时,进一步说明了由伯努利方程建立提出的局部跟随流体质点的建模思想,被欧拉概括为描述流体运动的流场法,是建立欧拉方程组和N-S方程组的基本依据,也为后来湍流理论、边界层理论、气动噪声等理论的建立奠定了基础。     

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.     

计算流体力学中的验证与确认

计算流体力学(CFD)在航空航天等诸多领域的应用越来越广泛.特别是近年来, CFD在实际飞行器的设计中扮演着越来越重要的角色, 许多设计参数直接来源于CFD的计算结果.由此, 飞行器设计师对CFD提供结果的可信度提出了更高的要求.验证(verification)与确认(validation)是评价数值解精度和可信度的主要手段.本文综述了国内外开展CFD验证与确认研究的进展.在引言中论述了开展CFD验证与确认的重要性和必要性, 简述了国内外CFD验证与确认研究的历史和发展现状.第2节中讨论了CFD验证与确认的一些基本概念,以及这些概念定义的形成过程, 并指出了进行CFD验证与确认的基本步骤.第3节和第4节分别讨论了CFD验证与确认的方法, 如CFD验证中的精确解比较方法, 制造解比较方法, 网格收敛性研究;CFD确认中的层次结构, 流动分类法, 确认实验指南.在第5节中我们列举了几个CFD验证与确认的应用实例.最后, 对我国开展CFD验证与确认研究工作提出了若干建议, 包括:(1)开展流动分类法研究,(2)推行软件质量工程方法,(3)开展规范精细的实验, 建立国内的网络数据库.      

工程流体力学撷要——由三个方程谈起

工程流体力学是一门理论性和实践性均较强的专业基础课程,其涉及的基础知识面广、理论和公式多.为了让学生系统地掌握课程的主要内容,并形成对内容触类旁通的认识,本文用工程流体力学中的三个方程对相关内容进行了归纳总结,以期为流体力学的学习提供帮助.     

基于生活实践的工程流体力学启发性教学初探

工程流体力学教学中需要强调理论与实践的有机结合.本文提出基于生活实践案例以问题链形式进行启发性工程流体力学教学.以总流能量方程及水头损失计算教学为例,设计了"自来水水龙头堵住一部分出口后水流喷射的距离和流量如何变化"这一简单生活实践问题,将重要知识点贯穿其中.教学应用效果表明,启发性、开放性的生活实践问题,能够很好地引导学生综合运用理论知识,解决实际问题,同时能够培养学生的生活观察和独立思考能力.     

关于分析力学的定义与内容——分析力学札记之二十五

学习和研究分析力学多年,回过头来看,还是有不少问题值得商讨,如分析力学怎样定义,分析力学哪些概念是不可缺少的,Newton 力学与分析力学的关系等. 该文就分析力学的这些问题做一归纳并提出一些看法.     

Research on the mechanics of high speed rails

正In the preceding theme issue on"Current research progress on mechanics of high speed rails"(Acta Mechanica Sinica,30:846–909(2014)),we invited several authors in the fiel to present their research on high speed rails(HSR),including work on dynamic derailment analysis(Ling et al.[1]),load     

中国塑性力学的开拓者——李敏华院士

介绍了李敏华院士历经国难艰苦求学以及毕生奉献塑性力学的经历.她在抗战期间随清华大学南迁至昆明西南联大,再漂洋过海到美国麻省理工学院(Massachusetts Insti-tude of Technology, MIT)攻读,在抚育两个幼子的情况下获得了博士学位,成为MIT工科的第一位女博士.她在美国国家航空咨询委员会(National Advisory Committee for Aeronautics, NACA)的工作期间,以独特的构思解决了旋转盘强度问题,得到国际塑性力学界的关注.正当她与丈夫吴仲华在美国工作如日中天之时,他们冲破重重阻力于1954年回到了祖国.她积极投身到中国科学院力学研究所的筹建工作,为我国塑性力学的建立、发展和人才的培养倾注了毕生的心血.李敏华关心我国航空事业的发展,在航空发动机涡轮轴断裂故障处理的课题中,她认识到研究疲劳问题的重要性,尽管当时已经60高龄还毅然转行带领学生开始低周疲劳的科研工作.李敏华作为一位女科学家,她在处理科研工作与家庭事务的关系方面亦是我们学习的典范.     

教、学、用三方对力学基本概念重要性认可度的调查研究

基础力学系列课程作为工科专业的技术性基础课程,如何适应和克服国家在本科教育教学方面提出的系列改革理念所突显的不足和矛盾,已成为课程组必须思考和面临的问题.基于课程改革的需要,该文采用问卷调查方式,进行了教、学、用三方对基础力学基本概念重要性认知程度的调查研究.结果发现:本科生人群对教学要求侧重点的把握不足;教师对课程体系要求和内容的理解上存在差异;显示了四川大学基础力学教学在基础教育与专业教育之间不同需求的矛盾.     

结构力学中关于曲杆结构位移计算方法的探讨

在杆系结构位移计算中,鉴于曲杆形心轴和中性轴不重合,曲杆结构位移计算与直杆位移计算不同.本文主要分析了矩形截面曲杆结构在载荷作用、温度改变及支座移动的综合因素作用下其位移计算方法,并建立了相应的计算公式.最后结合具体实例,讨论了曲杆结构形式对各位移值大小的影响程度,研究表明对截面高度与曲率半径比值较小的曲杆(如h RC/5),可近似采用直杆位移公式计算,误差不大.     

关于陀螺近似理论的讨论

本文直接从质点系动量矩定理出发,导出了刚体规则进动动力学方程.在此基础上,讨论了陀螺近似理论公式的适用条件,将原有条件中的质量分布特性由旋转体扩展到一定条件下的非旋转体,将运动特性由高速自转扩展为一定条件下的非高速自转.     

编写有微视频力学教材的过程和体会

由高等教育出版社于2015年出版的《工程力学的应用、演示和实验》是一本"新形态"教材."新形态"是指纸质教材与数字课程一体化,书中有同类教材所没有的新概念、新技术与装置、新实例,而且给不易用文字表述或因篇幅所限无法纳入书本的重要内容,配置二维码,让读者可以用智能手机"扫一扫"观看基础力学知识在重大工程、高端产品中应用的微视频,使知识在学习过程中看得见、又摸得着,让学生在体会到基础力学知识非常有用的同时也能感受到创新就在身边等.     

案例研讨教学法在高等军事院校力学课程中的应用

研讨式案例教学法寓理论于实践,尤其适合于高等军事院校的教学应用,大大提高了学员的思维能力、实践能力以及决策能力.本文以高等军事院校的一堂流体力学课为例,从案例的选取、呈现、讨论、总结等阶段具体介绍研讨式案例教学法在高等军事院校力学课程中的设计、组织和实施过程.经教学实践检验,研讨式案例教学法成效显著.